СПОСОБ МОДЕЛИРОВАНИЯ И ОЦЕНИВАНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ПРИМЕНЕНИЯ РАЗНОРОДНЫХ СИЛ, СРЕДСТВ И РЕСУРСОВ Российский патент 2019 года по МПК G06Q10/00 

Изобретение относится к области моделирования и может быть использовано при проектировании сложных организационно-технических систем и оценивании показателей эффективности их функционирования.

Толкование терминов, используемых в заявке.

Под системой связи пунктов управления (ПУ) понимается организационно-техническое объединение средств связи, развернутых в соответствии с решаемыми задачами и принятой системой управления для обмена всеми видами сообщений (информации) между пунктами (узлами связи), органами и объектами управления (Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Часть 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. - 740 с., стр. 74).

Под распределённой сетью связи вышестоящей системы управления понимается первичные сети связи, различающиеся используемой средой распространения сигнала и (или) развернутые на их базе вторичные сети связи, различающиеся реализуемым видом электросвязи (типом передаваемых сообщений, прикладной службой передачи данных) (Гаранин М. В. и др. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов. - М.: Радио и связь, 2001. - 336 с., стр. 13-19).

Единая сеть электросвязи (ЕСЭ) представляет собой совокупность технологически сопряженных сетей электросвязи общего пользования, выделенных сетей, технологических сетей связи, присоединенных к ЕСЭ, сетей связи специального назначения и других сетей электросвязи для передачи информации при помощи электромагнитных систем (Ломовицкий В. В. Основы построения систем и сетей передачи информации / Ломовицкий В.В., Михайлов А.И., Шестак К.В., Щекотихин В.М. - М.: Горячая линия - Телеком, 2004. - 382 с., стр. 160).

Под единой системой понимается сеть связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистема обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, то есть, органы вышестоящей системы управления (должностные лица) и объекты органов вышестоящей системы управления (места размещения и перемещения должностных лиц) (Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Часть 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. - 740 с., стр. 34, 35).

Под деструктивными воздействиями понимаются: типовые дистанционные несанкционированные воздействия, в качестве которых выступают: «отказ в обслуживании», DOS-атаки, эхо-тестирование адресов, фальсификация адреса и др. (Шаньгин В.Ф. «Защита компьютерной информации. Эффективные методы и средства». - М.: ДМК Пресс, 2008., стр. 28-29).

Известен способ моделирования, реализованный в изобретении «Способ моделирования процессов двухуровневого управления и система для его осуществления (варианты)», патент РФ № 2507565, G06F 9/00, опубликованное 20.02.2014, бюл. № 5. Способ заключается в моделировании выполнения функций сбора, обработки, анализа данных об объектах воздействия, принятия решения на осуществление воздействия и оценки эффективности осуществления воздействия.

Наиболее близким по своей технической сущности и выполняемым функциям аналогом-прототипом к заявленному, является способ, реализованный в изобретении РФ «Способ моделирования процессов управления и связи на распределенной территории», патент РФ № 2631970, G06F 9/00, опубликованный 29.09.2017, бюл. № 28.

Способ-прототип заключается в моделировании систем связи ПУ различных уровней, основных процессов управления: сбор, обработка, анализ данных, передача управляющих команд по линиям связи на ПУ нижестоящего уровня, функционирования распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней, перемещения элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и объектов органов вышестоящего управления (должностных лиц и мест их размещения и перемещения), использования вышестоящей системой управления телекоммуникационного ресурса системы связи ПУ и ЕСЭ РФ, взаимодействия элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней с техническими средствами ПУ различных уровней управления.

Данный способ был выбран за основу в качестве прототипа для заявленного способа.

Технической проблемой в данной области является низкая достоверность оценки моделируемых процессов из за отсутствия имитации: топологии распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы, определения количества, периодичности и продолжительности внешних деструктивных воздействий, определения используемых разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, оценивания частного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, оценивания комплексного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, процесса адаптивного планирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, перераспределения разнородных сил, средств и ресурсов в интересах органов вышестоящей системы управления с учетом характера выполнения задач, комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления.

Техническая проблема решается созданием способа моделирования и оценивания эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов, обеспечивающего возможность повысить достоверность оценки моделируемых процессов за счет имитации: топологии распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы, определения количества, периодичности и продолжительности внешних деструктивных воздействий, определения используемых разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, оценивания частного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, оценивания комплексного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, процесса адаптивного планирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, перераспределения разнородных сил, средств и ресурсов в интересах органов вышестоящей системы управления с учетом характера выполнения задач, комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления.

Техническая проблема решается тем, что способ моделирования и оценивания эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов заключающийся в том, что моделируют функционирование систем связи ПУ различных уровней, моделируют развертывание распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней, моделируют использование вышестоящей системой управления телекоммуникационного ресурса системы связи ПУ и ЕСЭ, согласно изобретению дополнен следующими действиями: моделируют топологию распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы, моделируют определение количества, периодичности и продолжительности внешних деструктивных воздействий, моделируют определение используемых разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, оценивают частный показатель эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, оценивают комплексный показатель эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, моделируют процесс адаптивного планирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, моделируют перераспределение разнородных сил, средств и ресурсов в интересах органов вышестоящей системы управления с учетом характера выполнения задач, моделируют комплексное применение разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления, производят остановку процесса моделирования.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.

Заявленный способ поясняется чертежом, на котором показана:

фиг. 1 - схема моделирующего алгоритма процесса функционирования распределённой сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы.

Реализовать заявленный способ можно в виде моделирующего алгоритма процесса функционирования распределённой сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы, представленного на фиг. 1.

В блоке 1 задают (вводят) исходные данные, необходимые для развертывания сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы, а именно: количество узлов связи - [2…s], количество линий связи с учетом узлов связи ПУ и ЕСЭ - [1…x), количество точек доступа к узлам связи ПУ и ЕСЭ - [1…g], количество объектов вышестоящей системы управления - [1…ν], количество органов вышестоящей системы управления - [1…k], общее количество внешних деструктивных воздействий - M; количество типов разнородных сил, средств и ресурсов - I, количество задач - J, количество частных целей злоумышленника, срыв которых обеспечит решение j-й задачи - Nj, выделенные для противодействия достижению злоумышленником n-й частной цели, разнородные силы, средства и ресурсы - Rij, требуемые значения Е_треб, N_усл. треб, A_{j треб}.

Структурно-топологическое построение распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы предполагает ее представление количественными показателями через соответствующие параметры, а также описание состава, конфигурации и взаимосвязи отдельных элементов (Основы построения систем и сетей передачи информации. Учебное пособие для вузов / В.В. Ломовицкий, А.И. Михайлов, К.В. Шестак, В.М. Щекотихин; под. ред. В.М. Щекотихина - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 382 с., стр. 57; В.Д. Боев. Основы моделирования военно-техническим систем. Часть 1. Учебное пособие. - СПб: МВАА, 2016, - 268 с, стр. 238).

В блоке 2 моделируют топологию распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы. При этом топология размещения элементов единой системы представлена с учетом нескольких N групп элементов. Для каждой группы элементов осуществляется генерация координат районов их размещения.

Первую группу составляют элементы сети связи, местоположения которых ограничены районами нахождения объектов и органов вышестоящей системы управления. Представление их координат обеспечивается с помощью соотношений:

, (1)

, (2)

где , - координаты элемента сети связи соответственно по осям X и Y;

, - соответственно максимально и минимально возможное удаление элемента сети связи от места нахождения объекта (объектов) и органа (органов) вышестоящей системы управления по оси X с учетом воздействующих факторов;

, - соответственно максимально и минимально возможное удаление элемента сети связи от места нахождения объекта (объектов) и органа (органов) вышестоящей системы управления по оси Y с учетом воздействующих факторов;

- случайное число, распределенное на интервале (0,1), получаемое с помощью датчика случайных чисел.

Ко второй группе относятся элементы сети связи, координаты которых зависят от положения элементов сети связи первой группы. Имитация их районов размещения осуществляется с помощью выражений:

, (3)

, (4)

где , - координаты района развертывания элемента сети связи первой группы;

, - соответственно максимально и минимально возможное удаление элемента сети связи второй группы от элемента сети связи первой группы по оси X;

, - соответственно максимально и минимально возможное удаление элемента сети связи второй группы от элемента сети связи первой группы по оси Y;

- угол, определяющий местоположение элемента сети связи второй группы относительно элемента сети связи первой группы.

Третью группу составляют элементы сети связи, местоположение которых коррелированно с координатами элементов сети связи второй группы.

N-ую группу составляют элементы сети связи, местоположение которых коррелированно с координатами элементов сети связи (N-1)-ой группы. Имитация их районов размещения осуществляется с помощью выражений:

, (5)

, (6)

где , - координаты района развертывания элемента сети связи (N-1)-ой группы;

, - соответственно максимально и минимально возможное удаление элемента сети связи N-ой группы от элемента сети связи (N-1)-ой группы по оси X;

, - соответственно максимально и минимально возможное удаление элемента сети связи N-ой группы от элемента сети связи (N-1)-ой группы по оси Y;

- угол, определяющий местоположение элемента сети связи N-ой группы относительно элемента сети связи (N-1)-ой группы.

Имитация координат размещения элементов сети связи всех групп осуществляется последовательно от групп с наименьшими номерами к группам с наибольшими номерами в порядке возрастания.

Структуры моделируемых сетей связи могут быть смоделированы с помощью имитаторов формальных математических моделей каналов связи, основанных на аппарате системных функций (Галкин А. П. и др. Моделирование каналов систем связи. - М.: Связь, 1979. - 96 с., стр. 40-52).

В блоке 3 моделируют определение количества, периодичности и продолжительности внешних деструктивных воздействий. Объектами воздействия являются элементы распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней, а также, объекты и органы вышестоящей системы управления (Меньшаков Ю.К. «Защита информации от технических средств разведки». - М.: Российский государственный гуманитарный университет, 2002., стр. 18-19).

При этом моделируют измерение количества воздействий на элемент единой системы, где , количество элементов единой системы, подвергшихся деструктивным внешним воздействиям. Измеряют, подсчитывают и запоминают интервалы времени реконфигурации единой системы после каждого -го, внешнего деструктивного воздействия, где , - общее число деструктивных воздействий. Измеряют интервалы времени между -м и -ым внешними деструктивными воздействия ми и интервалы времени функционирования единой системы после -й реконфигурации до -го деструктивного внешнего воздействия. Вычисляют по полученным данным среднее время реконфигурации , среднее время функционирования единой системы и среднее время между внешними деструктивными воздействиями .

По полученным данным вычисляют: среднее время реконфигурации формула (7), среднее время функционирования единой системы формула (8), среднее время между внешними деструктивными воздействиями формула (9).

Среднее время реконфигурации , вычисляют по формуле:

, (7)

где - интервал времени реконфигурации единой системы после каждого -го, внешнего деструктивного воздействия;

- количество воздействий на систему связи.

Среднее время функционирования системы связи , вычисляют по формуле:

, (8)

где - интервал времени функционирования единой системы.

Среднее время между внешними деструктивными воздействиями вычисляют как среднее от измеренных интервалов времени между внешними деструктивными воздействиями по формуле:

, (9)

где - значения измеренных интервалов времени между воздействиями;

- количество интервалов времени между воздействиями.

В блоке 4 моделируют определение используемых разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления. Используемый ресурс определяется, используя функцию снижения потерь элементов единой системы в результате применения внешних деструктивных воздействий. Снижение потерь обеспечивается выполнением отдельных j-задач, носит случайный характер, и результат их прогнозирования может быть формально представлен функцией от результатов выполнения каждой j-задачи:

Q=Q[w_j(R_j)], j=1, 2,…J, (10)

где Q - снижение потерь в целом;

w_j(R_j) - показатель снижения потерь элементов единой системы в результате выполнения j-й задачи;

Rj - разнородные силы, средства и ресурсы, выделенные для выполнения j-й задачи;

J - количество задач, обеспечивающих достижение цели.

R_j () представляет собой вектор-столбец

(11)

компоненты которого отражают объемы разнородных сил, средств и ресурсов i-го типа, выделенных для выполнения j-й задачи;

I - количество типов разнородных сил, средств и ресурсов, учитываемых при оценивании эффективности функционирования единой системы.

Если ,

где - объем разнородных сил, средств и ресурсов i-го типа, выделенных для решения задач.

Тогда общий объем разнородных сил, средств и ресурсов, выделенных для решения задач, может быть представлен вектором .

В блоке 5 оценивают частный показатель эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления.

Комплексный показатель эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов единой системы определяется соотношением:

. (12)

Соотношение (12) характеризует общую структуру показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов для решения поставленных задач. Его знаменатель при фиксированных видах и объемах разнородных сил, средств и ресурсов является для каждого цикла управления постоянной величиной. Следовательно, в интересах сравнения различных вариантов комплексного применения рассматриваемых разнородных сил, средств и ресурсов достаточно вычислять соответствующие им значения числителя рассматриваемого соотношения, то есть - частного показателя w_j(R_j). Его конструктивное представление может быть представлено вектором и имеет вид:

, (13)

где - степень снижения достижения противником n-й (n=1,2,…N_j) частной цели j-й (j=1,2,…J) задачи, при условии, что частные цели независимы.

При этом величины , (n = 1, 2,…N_j), (j=1,2,…J) определяются как отношения величин снижения за счет противодействия, результатов злоумышленника к их планируемым значениям, то есть:

(14)

где - достигнутое злоумышленником в условиях противодействия значение n-го показателя при решении j-й задачи;

- планируемое злоумышленником значение n-го показателя при решении j-й задачи.

Физический смысл и планируемые значения указанных показателей определяются спецификой соответствующих задач, а их достигаемые значения априори - на основе моделей применения ресурсов противоборствующих сторон, а апостериори - на основе реальных измерений.

В блоке 6 моделируют сравнение эффективности частного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов с требуемым значением для решения j-й задачи w_j(R_j) ≥ w_j(R_j)_треб.

В случае, если значение частного показателя эффективности ниже требуемого значения, осуществляется возврат к блоку 2, где происходит изменение топологии единой системы, исходя их предъявляемых к ней требований.

Если же частный показатель эффективности соответствует требуемому значению, то переходят к блоку 7, где определяется комплексный показатель эффективности.

В блоке 7 оценивают комплексный показатель эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления с учетом синергетического эффекта. Для этого необходимо:

- в качестве частных целей, составляющих вектор (13), выделить цели, противодействие которым осуществляется ресурсами одной подсистемы (например, распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней);

- привлекаемые для выполнения каждой j-й задачи разнородные силы, средства и ресурсы разделить на группы ресурсов каждой из привлекаемых подсистем;

- определить вероятность достижения каждой n-й (n = 1, 2,…N_j) цели j-й (j=1,2,…J) задачи выделенным для ее достижения количеством ресурсов n-й подсистемы;

- установить взаимосвязь частных целей.

В формализованном виде в результате решения первой из этих задач количество N_j компонент вектора (13) будет равным количеству подсистем единой системы, разнородные силы, средства и ресурсы которых привлекаются к выполнению j-й (j = 1,2,…J) задачи.

Разделение разнородных сил, средств и ресурсов заключается в интерпретации каждой из величин , () как количества разнородных сил, средств и ресурсов n-й подсистемы, выделенных на j-ю задачу.

Вероятности () достижения каждой из целей определяются соотношением, аналогичным (14) применительно к привлекаемым разнородным силам, средствам и ресурсам соответствующей подсистемы:

(15)

Взаимосвязь частных целей при выполнении каждой j-й () задачи может быть представлена матрицей

, (16)

где - условная вероятность достижения n-й цели j-й задачи при достижении ее m-й цели.

Очевидно, что:

(17)

Величины в (16) при могут определяться на основе экспертного подхода или соответствующих методик, определяемых спецификой соответствующих задач.

С учетом (16), (17), компоненты вектора (13), могут быть определены на основе соотношения:

. (18)

Соотношение (18) обеспечивает учет в показателе (13) синергетического эффекта комплексного применения сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления. Однако сам показатель (13) является векторным. Это в общем случае не позволяет однозначно сравнивать предотвращенные в ходе решаемых задач потери элементов единой системы. В интересах такого сравнения необходимо скаляризовать указанный показатель. При условии:

, (19)

его скаляризация, в частности, может быть осуществлена на основе соотношения:

, (20)

где - скаляр, характеризующий снижение потерь элементов единой системы в результате противодействия злоумышленнику в ходе j-й задачи, при выделении для его осуществления разнородных сил, средств и ресурсов сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления.

С учетом (20) снижение потерь элементов единой системы в результате внешних деструктивных воздействий, можно представить в виде вектора:

. (21)

Соответствующий этому вектору скаляр , характеризующий снижение потерь, можно представить в виде

, (22)

где - весовой коэффициент j-й (j=1,2,…,J) задачи в комплексе задач, решаемых в интересах достижения целей единой системы, причем .

Практические возможности должностных лиц органов управления по анализу возможных значений рассматриваемых коэффициентов ограничиваются парным сравнением и установлением некоторых линейных отношений порядка на множестве {}, (j=1,2,…,J).

В связи с этим задача определения величин (j=1,2,…,J) сводится к выбору метода преобразования предпочтений, заданных в виде системы отношений порядка в точечные оценки. Математическим методом такого преобразования в интересах оценивания эффективности применения ресурсов различных подсистем является использование моделей, предложенных Фишборном для априорного получения не противоречащих некоторой системе линейных ограничений точечных оценок вероятностей событий (Фишберн П. Теория полезности для принятия решений. - М.: Наука,1978). Целесообразность их использования обусловлена тем, что установление отношений порядка на множестве {}, (j=1,2,…,J) является одной из наиболее простых и естественных операций анализа обстановки, соответствующей реальной деятельности должностных лиц, органов управления как традиционными методами, так и при использовании модельной технологии.

Типовым отношением порядка, которое может иметь место при оценивании эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов различных подсистем при решении задач единой системы, является . Тогда, полагая что , в качестве точеных оценок величин (j=1,2,…,J) целесообразно принять:

. (23)

В блоке 8 моделируют сравнение комплексного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов с требуемым значением для решения j-й задачи.

В случае, если значение комплексного показателя эффективности ниже требуемого значения, осуществляется возврат к блоку 2, где происходит изменение топологии единой системы, исходя их предъявляемых к ней требований.

Если же комплексного показатель эффективности соответствует требуемому значению, то переходят к блоку 9, где моделируется процесс адаптивного планирования.

В блоке 9 моделируют процесс адаптивного планирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления.

В общем случае планирование комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов включает в себя ряд материальных действий над материальными объектами, например разработку различных документов, схем, карт и т.п. в которых устанавливается последовательность, способы и время выполнения поставленных задач; проведение рекогносцировки (выезд на место предполагаемого развертывания элементов единой системы, проведение измерений размеров площадок для развертывания ее элементов, изучение физико-географических условий (измерение глубины переправ) и т.п.); проведение расчетов и разработка вариантов построения единой системы (П.К. Алтухов, И.А. Афонский и др. Основы теории управления войсками. / Под ред. Алтухова П.К. - М.: Воениздат, 1984. - 221 с., стр. 17, 137-141. Военный энциклопедический словарь. - М.: Издательский дом «Оникс 21 век», 2002. - 1432 с., стр. 1104, 1128).

Осуществляют распределение на местности сил и средств, обеспечивающих своевременное развертывание и непрерывное функционирование сформированной единой системы. (П.К. Алтухов, И.А. Афонский и др. Основы теории управления войсками. / Под ред. Алтухова П.К. - М.: Воениздат, 1984. - 221 с., стр. 19, 146-150.).

Осуществляют разработку последовательности действий по обеспечению защиты единой системы от возможных внешних деструктивных воздействий (Дудник Б.Я. Надежность и живучесть системы связи /Б.Я. Дудник, В.Ф. Овчаренко. - М.: Радио и связь, 1984.).

В блоке 10 моделируют перераспределение разнородных сил, средств и ресурсов в интересах органов вышестоящей системы управления с учетом характера выполнения j-й задачи.

Исполняют комплект документов, регламентирующих порядок и последовательность выполнения работ по планированию и рациональному перераспределению имеющихся разнородных сил, средств и ресурса между подсистемами (Основы теории управления в системах военного назначения. Часть 1. Учебное пособие. Е.А. Карпов, И.В. Котенко / Под редакцией А.Ю. Рунеева. СПб.: ВУС, 2000. - 194 с., стр. 134, 168).

В блоке 11 моделируют комплексное применение разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления.

Применение единой системы по назначению осуществляется с учетом входящих в нее разнородных сил, средств и ресурсов. При этом структуры исследуемых распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления рассматриваются как совокупности {M} двухполюсных систем. Полюсами в двухполюсных системах, в нашем случае, являются органы вышестоящей системы управления. Информационное направление связи (орган вышестоящей системы управления - орган вышестоящей системы управления) будет считаться в работоспособном состоянии, если будет существовать хотя бы один путь успешного функционирования от одного органа вышестоящей системы управления к другому (Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации. Иванов Е. В. СПб.: ВАС, 1992. - 206 с., стр. 125).

В блоке 12 моделируют оценку степени удовлетворения органов вышестоящей системы управления полнотой (спектром) предоставляемых услуг - N_усл ≥ N_треб. В спектр предоставляемых услуг входят: телекоммуникационные услуги органам вышестоящей системы управления, услуги по безопасности органов и объектов вышестоящей системы управления.

В случае неудовлетворенности органов вышестоящей системы управления полнотой (спектром) предоставляемых услуг, возвращаются к блоку 9, где вновь переходят к процессу адаптивного планирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов.

Если же органы вышестоящей системы управления удовлетворены требуемым спектром предоставляемых услуг, то переходят к блоку 13, где производят остановку процесса моделирования.

Оценка эффективности предлагаемого способа проводилась путем сравнения достоверности оценки полученных результатов при моделировании процессов, реализующих способ-прототип и при моделировании функционирования единой системы для предлагаемого способа.

Из формулы 11.8.6 (Вентцель Е.С., Овчаров Л.А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. - 1988 г., 480 с., стр. 463):

,

где - функция Лапласа;

N - количество моделируемых событий;

- реальное значение оценки;

- требуемое значение оценки;

- величина доверительного интервала;

N - количество моделируемых событий, причем:

N = k × n,

где k - число материальных действий;

n - число реализаций материальных действий,

определим достоверность результатов моделирования процесса функционирования распределённой сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов вышестоящей системы управления как единой системы, принимая:

.

Перейдем от функции Лапласа к ее аргументу (Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации. Иванов Е. В. СПб.: ВАС, 1992, 206 с., стр. 14):

.

Тогда:

.

Для случая, когда вычислить не удается, можно воспользоваться упрощенной формулой для наихудшего случая . Тогда:

.

Определим и , принимая , а k =12, n = 1000 для каждого материального действия, тогда для прототипа при моделировании: а) сети связи ПУ различных уровней, б) сбор данных, в) обработку данных, г) анализ данных, д) передачу управляющих команд по линиям связи на ПУ нижестоящего уровня процесса формирования структуры сети связи е) процесса формирования распределенной сети связи, ж) процесса развертывания топологии распределённой сети связи, з) изменений структур распределённых сетей связи, и) перемещение элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней и объектов органов вышестоящего управления, к) прогнозирование телекоммуникационного ресурса, л), применения развернутой распределенной сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней, м) процесс взаимодействия элементов (узлов связи) сети связи вышестоящей системы управления на ПУ различных уровней с техническими средствами ПУ различных уровней управления и k =20, n = 1000 для каждого материального действия, тогда для предлагаемого способа дополнительно к функциям прототипа при моделировании: н) топологии единой системы, о) внешних деструктивных воздействий, п) определения разнородных сил, средств и ресурсов единой системы, р) оценивания частного показателя эффективности, с) оценивания комплексного показателя эффективности, т) адаптивного планирования, у) перераспределения ресурсов, ф) комплексного применения.

,

Оценка эффективности заявленного способа:

%;

%.

Таким образом, решается техническая проблема.

Изобретение относится к области моделирования и проектирования сложных организационно-технических систем. Технический результат заключается в повышении достоверности оценки моделируемых процессов. Топология распределенной сети связи вышестоящей системы управления (ВСУ) на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов ВСУ как единой системы, определения количества, периодичности и продолжительности внешних деструктивных воздействий, оценивания частного показателя эффективности комплексного применения сети связи ВСУ на ПУ различных уровней, оценивания комплексного показателя эффективности комплексного применения сети связи ВСУ на ПУ различных уровней, процесса адаптивного планирования комплексного применения сети связи ВСУ на ПУ различных уровней объектов и органов ВСУ, перераспределения разнородных сил, средств и ресурсов в интересах органов ВСУ с учетом характера выполнения задач, комплексного применения распределенной сети связи ВСУ на ПУ различных уровней и подсистемы обеспечения объектов и органов ВСУ. 1 ил.

Способ моделирования распределенных средств связи для обмена сообщениями с оценкой применения разнородных сил, средств и ресурсов, заключающийся в том, что моделируют функционирование систем связи пунктов управления различных уровней, моделируют развертывание распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах указанных систем связи пунктов управления различных уровней, моделируют использование вышестоящей системой управления телекоммуникационного ресурса системы связи указанных пунктов управления в единую сеть электросвязи, при этом используют блок ввода исходных данных для развертывания распределенной сети связи, отличающийся тем, что: в блоке моделирования моделируют топологию распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов как единой системы, после чего осуществляют определение количества, периодичности и продолжительности внешних деструктивных воздействий, а затем осуществляют моделирование определения используемых разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов для определения используемого ресурса, в блоке оценки оценивают частный показатель эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов, при этом в блоке сравнения осуществляют сравнение частного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов с требуемым значением для решения j-й задачи, w_j(R_j)≥w_j(R_j)_треб, где j - количество задач, R_j - разнородные силы, средства и ресурсы, выделенные для выполнения j-й задачи, w_j(R_j) - показатель снижения потерь элементов единой системы в результате выполнен j-й задачи, w_j(R_j)_треб - требуемый показатель эффективности, если условие не выполняется, то возвращают в блок моделирования топологии, если показатель соответствует требованиям, переходят в блок оценки комплексного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов, после чего в блоке сравнения осуществляют сравнение комплексного показателя эффективности комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов с требуемым значением для решения j-й задачи, Е≥E_треб, где Е - комплексный показатель эффективности, E_треб - требуемый комплексный показатель эффективности, если условие не выполняется возвращают в блок моделирования топологии, если выполняется - переходят в блок моделирования процесса адаптивного планирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи вышестоящей системы управления на пунктах управления различных уровней и подсистемы обеспечения объектов, после чего в блоке моделирования перераспределения разнородных сил, средств и ресурсов в интересах органов вышестоящей системы управления с учетом характера решения j-й задачи осуществляют указанное перераспределение, в блоке моделирования комплексного применения разнородных сил, средств и ресурсов распределенной сети связи осуществляют указанное применение, после чего в блоке оценки степени удовлетворения органов вышестоящей системы управления необходимыми услугами, N_усл≥N_треб, где N_усл - спектр предоставляемых услуг, N_треб - требуемый спектр предоставляемых услуг, осуществляют указанную оценку, если условие не выполняется, возвращают в блок моделирования адаптивного планирования, если выполняется - производят остановку процесса моделирования.