Методика оценки живучести сложных систем военного назначения

частные показатели (коэффициенты значимости существующих в системе взаимосвязей , вершинная и реберная связность графа системы, структурная уязвимость ее элементов , показатели проникновения внешнего воздействия и времени его распространения ).

Поскольку пути получения частных показателей подробно рассматривались в [12, 13, 14], то в рамках данной статьи будут рассматриваться только общие показатели.

Критерии оценки

Критериями для формализации коэффициента живучести могут служить результаты проведенных ранее исследований или собственные исследования, осуществленные, к примеру, одним из методов экспертной оценки.

При рассмотрении одной из систем, представляющей собой вид оперативного (боевого) обеспечения военных (боевых) действий, автором [8] выработаны критерии, характеризующие свойство живучести системы, которые применительно к формулировкам и определениям, используемым в предлагаемой методике, представляют собой следующие соотношения:

≥ 0,7 – система боеспособна;

при обязательном решении наиболее значимой (весомой) задачи – система ограничено боеспособна;

или отсутствует возможность решения наиболее значимой (весомой) задачи – система не боеспособна.

В этой же работе выработаны критерии для определения уровня боеспособности элементов системы в отдельности.

Специалистами в области управления, авторами [9], так же предложены критерии для оценки боеспособности элементов, относящихся к системе управления, и подходы к определению времени восстановления нарушенного управления.

Содержание методики

Предлагаемая ниже методика базируется на комплексном использовании метода анализа иерархии и теоретико-графового подхода, которые позволяют решить задачу оценки живучести системы военного назначения с учетом уязвимости топологии ее построения и влияния структурной уязвимости на достижимость основной цели функционирования системы.

Методика подразделяется на несколько этапов:

определение содержания боевой способности элементов системы и декомпозиция целей и задач функционирования системы;

схематизация существующих взаимосвязей между элементами;

построение взвешенного орграфа системы;

моделирование распространения внешних воздействий на структуру системы;

структурно-функциональный анализ живучести системы.

Определение боевой способности элементов системы предлагается осуществлять путем декомпозиции основной цели функционирования элемента в дерево стоящих перед элементом задач, частных задач и т.д. [10]. Назовем такое дерево – орграфом боеспособности элемента.

К примеру, рассматривая в самом общем случае систему, состоящую из 5 элементов (рисунок 1), в которой: элемент С – орган военного управления стратегического уровня, элемент О – орган военного управления оперативного уровня, элементы В1 и В2 – воинские части оперативного подчинения, В3 – воинская часть центрального подчинения.

Предположим, что осуществлена декомпозиция цели и задач функционирования элемента С. В результате, построен взвешенный орграф боеспособности элемента с весовыми коэффициентами , дуг орграфа боеспособности элемента С, который представлен на рисунке 2.

Рисунок 1 – Организационная структура системы

Взвешенные орграфы боеспособности элементов О и В исследуемой системы будут иметь вид, подобный представленному на рисунке 2.

При этом следует заметить, что в целях упрощения рассматриваемого примера, декомпозиции целей и задач функционирования элементов В1, В2 и В3 рассматриваются как идентичные, а их взвешенные орграфы боеспособности изоморфные.

Рисунок 2 – Взвешенный орграф боеспособности элемента С

Будем считать, что определенные экспертами, к примеру, методом парных сравнений весовые коэффициенты , дуг орграфов боеспособности элемента О имеют следующие значения: . Для элементов В весовые коэффициенты , дуг орграфов боеспособности примут значения: . Приведенные значения будут в дальнейшем использованы при вычислениях показателей живучести с использованием рассматриваемого примера.

В общем случае вершина орграфа будет соответствовать основной цели функционирования k-го элемента. Значение назовем коэффициентом боеспособности структурного элемента системы, который будет являться ее численной характеристикой.

Теоретическая база метода определения весовых коэффициентов , дуг орграфа боеспособности подробно изложена в [10] и практически реализована при решении многих задач, например в [11].

Построенные взвешенные орграфы боеспособности элементов в дальнейшем будут использованы для построения орграфа взаимосвязи системы и определения значимости действующих в ней взаимосвязей. Полученная информация может быть использована при декомпозиции целей и задач функционирования системы и определении исходных состояний ее элементов в ходе моделирования влияния внешних воздействий на систему.

Декомпозиции целей и задач функционирования системы является основой для реализации структурно-функционального анализа живучести исследуемой системы. Подходы к решению подобных задач рассматривалось выше, при построении орграфов боеспособности элементов системы [10, 11]. Особенностью можно считать лишь то, что декомпозиция осуществляется не для элементов в отдельности, а для системы в целом. При этом возможно использование информации, полученной в ходе построения орграфов боеспособности, при условии соответствия требуемой степени необходимой и достаточной детализации.

Построенную иерархию можно называть единый граф целей и задач. Для определения значимости элементов в системе и их вклада в решение каких-либо задач можно использовать метод анализа иерархий [10] или просто маркировать (цветом, цифрой, буквой) принадлежность составляющих граф вершин к какому-либо элементу системы.

 Скачать реферат