Применение когнитивных карт для определения показателей в системе управления безопасностью военной службы

The use of cognitive maps to determine the performance of the safety management system of military service

Аннотация: рассматривается применение нечетких когнитивных карт в системе управления безопасностью военной службы.

Abstract: discusses the use of fuzzy cognitive maps in the safety management system of military service.

Ключевые слова: система управления безопасностью военной службы, когнитивная карта, нечеткое множество.

Keywords: safety management system militaiy service, cognitive map, fuzzy set.

Система управления безопасностью военной службы в РВСН представляет собой сложную организационно-техническую систему, состоящую из: подсистемы техники (вооружение и военная техника, технические и технологические системы и оборудование), подсистемы организации повседневной деятельности войск (здания, сооружения, работы, мероприятия), подсистемы управления (личный состав, должностные лица, органы военного управления).

Анализ задач поддержки управленческих решений по обеспечению безопасности военной службы позволяет сделать вывод о том, что их характерными чертами являются: данные являются разнокачественными; оценка значений параметров производится с помощью различных шкал (отношений, интервалов, порядка и наименований); эвристическая или экспертная оценка ряда параметров; неочевидные зависимости между параметрами, а также неизвестны закономерности их влияния на целевые характеристики; выборки данных зачастую непредставительны; неопределенность задач, их описание на качественном уровне; неоднозначность последствий решений поставленных проблем; невозможность создания традиционных количественных формальных моделей.

Одним из перспективных направлений при обосновании решений по управления безопасностью военной службы является реализация технологии анализа данных на основе не одного, а нескольких принципиально различных подходов. Подходом, позволяющим интегрировать различные методы и технологии решения разнотипных эвристических и аналитических задач, возникающих при проблемно-целевом анализе системы безопасности военной службы, является когнитивное моделирование и методы нечеткой логики.

Когнитивное моделирование осуществляется с помощью когнитивных карт- разновидности математических моделей для формализации описания сложного объекта, проблемы или функционирования системы и выявления причинно-следственных связей между их элементами в результате воздействия на эти элементы или изменения характера связей /1/.

Когнитивные карты представляют моделируемую систему в виде множества концептов, отражающих ее объекты или атрибуты, связанные между собой отношениями влияния или причинно-следственными связями.

Они могут быть использованы для качественной оценки влияния отдельных концептов друг на друга и на устойчивость системы в целом, для моделирования и оценки применения различных стратегий (прежде всего качественных) при принятии решений и прогноза принимаемых решений.

Недостатками когнитивных карт являются следующие: сложность определения по заданной цели оптимальных стратегий их достижения; отсутствие возможности моделирования временных параметров выполнения операций; отсутствие возможности различения последовательности и параллельности влияния или выполнения учитываемых факторов.

Наполнение методов когнитивного моделирования дополнительными возможностями методов нечеткой логики позволяет избавиться от указанных недостатков.

Формирование и использование нечетких когнитивных карг основано на предварительном анализе положительно-отрицательных нечетких связей (отношений сходства) и представления этих связей в терминах нечеткой логики.

Нечеткая когнитивная карта представляет собой причинно- следственную сеть G=(E,W), где Е - множество концептов е. G Е; W - множество связей между концептами w(ei,ej)G W, w:ExE—>[-1,1].

Связи типа "А является причиной В" рассматривается как "А имплицирует В", т.е. А => В и Л=> В. Отрицательные связи

представляются как Л => В и Л => В. Схематично эти преобразования можно записать в следующем виде:

Аналогичные преобразования будут иметь место для общего случая w(ebej)G[-l,l].

Для моделирования нечетко-целевых динамических систем на основе нечетких когнитивных карт в работе /3/ введена нечеткая матричная регулярная алгебра, задаваемая четверкой Mh(R) = (FM,v,о,*),

где FM - множество нечетких матриц, V - операция шах, ° - макситриангулярная композиция, * - унарный оператор замыкания.

Аппарат нечеткой матричной регулярной алгебры может использоваться для описания и оценки причинных влияний концептов друг на друга. Задача нахождения взаимовлияния концептов заключается в определении совокупного причинного эффекта (или максимального "веса" пути) от концепта е; до концепта ej (е(. —> екХ —>... —> екп —? ef) на нечетком

графе соответствующей когнитивной карты, задаваемой нечеткой матрицей.

Определим причинно-следственный путь следующим образом: —> ej : (i,k{ ,к{,...,к{,j) — РпI — 1 ...т. Тогда взаимовлияние концептов

т

w(ei,е.) определится следующим образом: w(ei,еЛ— V Т w(e ,е ,) ,

где Т - Т-норма. В качестве Т-нормы, как правило, рассматривают операцию взятия минимума или произведение.

Для определения взаимовлияния концептов от исходной когнитивной карты с положительно-отрицательными нечеткими связями перейдем к нечеткой матрице положительных связей R размером 2пх2п, элементы которой определяются из матрицы W=[w(ej,ej)]nxn путем следующей замены:

если w(ej,ej)>0, то r2i-i,2j-i= w(ej,ej), r2l2j = w(e;,ej),

если w(ej,ej)<0, то r2i-i,2H=- w(e;,ej), r2i,2j= -w(ei,ej).

Остальные элементы принимают нулевое значение.

В случае амбивалентности исходной когнитивной карты положительно-отрицательная пара влияния преобразуется по аналогичному алгоритму, только вместо нулей на диагоналях ставятся определенные значения.

Согласованные отношения взаимовлияния концептов определяются в результате транзитивного замыкания R:

Представим полученный результат в виде матрицы, состоящей из положительно-отрицательных пар элементов (vy, vy), образованных по правилу:

Элементы матрицы V = [(v?/, v,y)] могут использоваться в качестве

показателей, характеризующих динамику достижения целей.

Рассмотрим основные этапы построения и анализа нечеткой когнитивной карты организации управления безопасностью военной службы.

Этап 1. Задание согласованного списка концептов нечеткой когнитивной карты для модели организации управления безопасностью военной службы.

В качестве механизма выбора списка концептов, а также оптимизации их перечня возможно использование различных процедур извлечения знаний.

Этап 2. Определение согласованных отношений причинности между каждой парой концептов карты.

Эти отношения, отображаемые в виде дуг ориентированного графа, описывающего причинно-следственные связи между концептами, могут быть положительными, отрицательными или нейтральными, характеризующими соответствующее влияние концептов друг на друга.

Этап 3. Определение согласованных значений отношений причинности (влияния) между концептами нечеткой когнитивной карты.

Формирование значений отношений причинности основано на предварительном анализе положительно-отрицательных нечетких связей. В результате обработки данных экспертного опроса и последующего их согласования получены следующие значения отношении причинности (влияния) между парами концептов нечеткой когнитивной карты:

Когнитивная карта организации управления ВВС

Рисунок 1 - Когнитивная карта организации управления ВВС

Этап 4. Построение нечеткой когнитивной карты.

На рис. 1 представлена разработанная нечеткая когнитивная карта организации управления безопасностью военной службы.

Этап 5. Анализ нечеткой когнитивной карты, проведенный с изложенных выше позиций, позволяет ответить на следующие вопросы: влияние каких концептов на организацию управления безопасностью военной службы является наиболее существенным; на какие концепты сама система оказывает наибольшее воздействие; сравнение степени воздействия выбранных концептов на организацию управления

безопасностью военной службы и наоборот.

Приведем основные выводы, сделанные по результатам моделирования. Концепт е5 (обеспечение нормативно-правовыми актами) в наибольшей степени (более чем в 2 раза) по сравнению с другими концептами положительно влияет на организацию управления

безопасностью военной службы. Затем по степени положительного влияния следуют концепты: е4 (консультирование по оценке безопасности), е3 (помощь в разработке тестов для контроля знаний), е6 (анализ причин травматизма и заболеваемости).

Организация управления безопасностью военной службы в наибольшей степени влияет на: целевой концепт е2о (снижение войскового травматизма и заболеваемости), концепт е]6 (владение безопасными приемами работы), концепт eig (безопасные условия военной службы) и концепт е!9 (здоровые условия военной службы).

Группа концепт-мероприятий по обеспечению безопасности военной службы (е7—ei4) в одинаковой степени подвержена влиянию как со стороны системы (организации управления безопасностью военной службы), так и сама влияет на систему. Такая сбалансированность концептов этой группы свидетельствует о возможности использования их в качестве показателей состояния безопасности военной службы.

Таким образом, результаты моделирования подтверждают вывод о том, что состояние безопасности военной службы в воинской части характеризуется степенью реализации и качеством проведения мероприятий по обеспечению безопасности военной службы (концепты e7-ei4). Следовательно, от адекватности, точности и оперативности оценки степени реализации и качества проведения мероприятий по обеспечению безопасности военной службы зависит эффективность управления безопасностью военной службы.

Литература:

  • 1. Трахтенгерц Э.А. Компьютерная поддержка принятия решений. - М.:СИНТЕГ, 1998.
  • 2. Силов В.Б. Принятие стратегических решений в нечеткой обстановке. - М.:ИНПРО-РЕС, 1995.
  • 3. Подшивалов Г.К., Терновсков В.Б., Демидов Л.Н., Тарасов Б.А Экономическая безопасность в условиях неопределенности. Экономика: вчера, сегодня, завтра. 2016. № 2. С. 242-257.
  • 4. Подшивалов Г.К., Терновсков В.Б. Риски принятия решений в условиях частичной и полной неопределенности Материалы международной научно-практической конференции Казань 2015 г
  • 5. Силов В.Б. Оптимизация многокритериальных систем нечеткоцелевого управления// Известия РАН. Техническая кибернетика, №4, 1992.

Григорьев С.М.

к.в.н, доцент, доцент кафедры анализ рисков и экономической безопасности Финансового университета при Правительстве Российской Федерации

Данилина М.В.

к.э.н., доцент кафедры анализ рисков и экономической безопасности Финансового университета при Правительстве Российской Федерации

Терновсков В.Б.

к.т.н., доцент кафедры анализ рисков и экономической безопасности финансового университета при Правительстве

Российской Федерации

Grigoriev S.M.

candidate of military Sciences, associate Professor of the Department "risks Analysis and economic security" of Financial University under the Government of the Russian Federation Moscow

Danilina M. V.

Ph.D., associate professor of risk analysis and financial University economic security of the Russian Government Moscow

Ternovskov V.B.

Cand. Tech.Sci., associate professor risk analysis and economic security of Financial University under the Government of the Russian Federation Moscow

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >