Материал: Интегрированные информационные системы, информационно-управляющие системы, имитационное моделирование и конфликтология

ВЫПУСК № 2 (10), 2017

ISSN 2307-177X

ментами u

U обозначено множество воз-

при которой число шагов наблюдения не

можных решений, формирующих вектор U.

фиксируется, решение принимается на каж-

Пространство решений может быть как дис-

дом шаге (отказ от принятия решения не до-

кретно, так и непрерывно.

пускается), но на последующих шагах это

Проверка гипотезы согласно [1] должна

решение уточняется и может быть заменено

выполняется на основании анализа данных,

другим.

поступающих на вход информационной си-

К

проверке статистических

гипотез

стемы, поэтому основным оказывается во-

сводятся все те задачи, в которых на основе

прос о том, что представляют собой эти дан-

наблюдений необходимо произвести некото-

ные. Основной информацией, получаемой от

рую классификацию, то есть определить, к

объекта управления, может быть только ма-

какому из заданных классов распределений

нометрическая съемка. Однако непосред-

вероятностей относится закон распределе-

ственное использование ее результатов не

ния, описывающий наблюдаемые сигналы

может рассматриваться в качестве таких

Xν. К таким задачам относится обнаружение

данных при обнаружении утечек, поскольку

сигналов в шумах или помехах, а следова-

узловые потенциалы являются полезной ин-

тельно, обнаружение объектов, связанных с

формацией только для решения задачи ста-

этими сигналами, обнаружение дефектов в

тического оценивания состояния. Поэтому

объектах наблюдения и т.д. Особенностью

предлагается исходными данными для ин-

традиционного

функционирования

инфор-

формационной системы обнаружения утечек

мационных систем является то, что наблю-

считать непосредственно результаты реше-

даемые сигналы являются физическими, по-

ния задачи определения их величины и ко-

скольку поступают от всевозможных прибо-

ординаты. Таким образом, программный

ров: оптических и радиолокаторов, лазерных

комплекс, обеспечивающий получение ука-

локаторов и т. д. Таким образом, специфика

занных данных можно рассматривать в каче-

создаваемой информационной системы диа-

стве "приемника сигналов", то есть инфор-

гностики утечек заключается в том, что вме-

мации о величине утечки.

сто физического сигнала используется циф-

Исключим пока из рассмотрения поня-

ровой, получаемый в результате предвари-

тие координаты утечки. Обозначим величи-

тельной обработки манометрической съемки.

ну сигнала через Xν, где ν определяет номер

Под классической процедурой, соглас-

шага наблюдения за объектом. Объем

но [1], будем понимать принятие решения

наблюдаемой выборки Xn={x1,...,xn} может

после наблюдения входных данных, описы-

быть задан. Если Xν сигнал на ν -м шаге

ваемых

выборкой

заданного

объема

наблюдений, это означает, что задано число

Xn={x1,...,xn}, либо в случае непрерывного

шагов, на которых производятся наблюде-

наблюдения сигналов во времени после

ния, после чего принимается решение. При

наблюдения, в общем случае, векторной

переходе к непрерывному времени это озна-

функции времени [x(t)={x1(t),...,xi(t)} на дан-

чает, что задано время T наблюдения сигна-

ном интервале (0,Т). Такая процедура имеет

ла x(t) до принятия решения. Может приме-

смысл, когда принятия решения до оконча-

няться процедура последовательного анали-

ния заданного интервала времени не требу-

за, при которой объем выборки не задан, ре-

ется, а после принятия решения совершают-

шение может быть принято на любом ν -м

ся некоторые необратимые операции, так что

шаге наблюдений (в любой момент време-

изменить решение уже невозможно.

ни), но в случае отсутствия достаточных

Задание решающего правила означает

данных на -м шаге, наблюдение может

установление

однозначного соответствия

быть продолжено. При принятии гипотезы

u=u(x) определенного для всех возможных

наблюдение прекращается. Наконец, может

значений x Xи u U. В зависимости от кон-

иметь место

процедура проверки гипотез,

кретного способа задания X и U это преобра-

зование может быть функционалом или лю-

няя зависит от того, насколько известны све-

бым другим отображением Xво множестве

дения о виде и параметрах законов распре-

U. В работе [1] показано, что U и U(X) раз-

деления вероятностей для тех ситуаций, све-

ные множества. Первое из них является

дений, событий, величин, информация о ко-

множеством решений, а второе – правил (ал-

торых приводит к выполнению системой ее

горитмов) принятия решений с использова-

функций, а также для сигналов, являющихся

нием наблюдений.

носителями этой информации. Формально

В общем случае информационной си-

эта неопределенность выражается отсутстви-

стеме приходится функционировать при не

ем какой-либо информации о распределении

полностью известной обстановке. Для опи-

P(x ǀ λ) или P(λ).

сания

этой неопределенности используется

Анализ возможных ситуаций, связан-

вектор λi(i=1,...,m). Если основные ситуации

ных с ограничениями в априорной информа-

описываются дискретными распределениями

ции относительно P(λ) показывает [1], что их

вероятностей, то есть существует конечное

общей чертой является то обстоятельство,

заданное число m ситуаций, то каждой из

что вместо распределения вероятностей для

них нужно поставить в соответствие некото-

параметров λ с плотностью P(λ) можно за-

рое решение ui, что равноценно принятию

дать только класс таких распределений Ω0, к

гипотезы Hi, связанной с ситуацией λi Нали-

которому относятся все возможные в рамках

чие неопределенности можно интерпретиро-

конкретной задачи распределения

P(λ) Ω.

вать так, что относительно X и λ известно не

Такой класс является исходным описанием

все, а нечто такое, что не дает возможности

задачи и характеризует информационную

считать задачу построения информационной

неопределенность тем большую, чем шире

системы полностью бессмысленной, но и не

задаваемый класс.

позволяет воспользоваться байесовым под-

Относительно статистического описа-

ходом со всеми его преимуществами и воз-

ния по данным наблюдений X в [1] показано,

можностями.

что в соответствии с фактическим объектом,

Разумеется, при наличии информаци-

информация о нем в функции правдоподо-

онной неопределенности и функция потерь

бия, может быть определена с той же степе-

будет зависеть от параметра λ, выражающего

нью детализации. То есть аналогично классу

дефицит информации для определения вели-

Ω0 можно ввести класс Ωλ распределений

чины потерь при принятии конкретного ре-

вероятности (функции правдоподобия) для

шения. Совокупность параметров λ образует

наблюдаемых данных X, к которому принад-

множество Λ такое, что для u U, λ Λ. Ма-

лежат все возможные при данном состоянии

тематическое ожидание g(u,λ,x) принято

имеющихся знаний распределения вероятно-

называть риском оценки ожидаемых послед-

стей λ[P(x ǀ λ)

Pλ]. Однако наиболее уни-

ствий принятия решений. Основным поняти-

версальным и предпочтительным считается

ем является апостериорный риск, выражаю-

параметрический способ [1].

щий

условное

математическое

ожидание

Параметрическое описание

является

функции потерь для данного решения, кото-

удобным средством для учета обычно име-

рый определяется из соотношения Байеса.

ющихся качественных представлений о ста-

Таким образом, в случае информаци-

тистическом поведении наблюдаемых дан-

онной определенности считаются известны-

ных X и параметров λ в сочетании с отсут-

ми плотности вероятностей P(x ǀ λ) и P(λ), и

ствием информации о количественных ха-

соответствующее правило решения называ-

рактеристиках, определяющих это описание.

ется байесовым. Поскольку указанные плот-

Для представления параметрического спосо-

ности вероятностей часто оказываются неиз-

ба вводятся дополнительные параметры αλ,

вестными, имеет смысл понятие степени ин-

βλ (параметры обстановки), которые сосре-

формационной

неопределенности.

Послед-

дотачивают в

себе имеющуюся

неопреде-

ВЫПУСК № 2 (10), 2017

ISSN 2307-177X

диагностики несанкционированных отборов

теплоснабжения при анализе потокораспре-

и обеспечение безопасности функциониро-

деления в задачах обеспечения безопасности

вания гидравлических систем / С.А. Сазоно-

/ С.А. Сазонова // Научный журнал. Инже-

ва // Моделирование систем и процессов. -

нерные системы и сооружения. -

2016. -

2015. - Т. 8. - № 1. - С. 54-57.

№ 1 (22). - С. 106-112.

3. Николенко, С.Д. Дистанционное об-

10. Сазонова, С.А. Анализ гидравличе-

наружение утечек в гидравлических систе-

ских систем на основе декомпозиционного

мах с целью обеспечения безопасности

метода / С.А. Сазонова // Моделирование си-

функционированияпри

своевременном пре-

стем и процессов. -2015. - Т. 8. - № 2. - С. 34-

дупреждении аварий / С.Д. Николенко, С.А.

37.

Сазонова // Научный вестник Воронежского

11. Сазонова, С.А. Комплекс приклад-

государственного

архитектурно-

ных задач в области проектирования, обес-

строительного университета. Серия: Инфор-

печивающих безопасность

функционирова-

мационные технологии в строительных, со-

ния гидравлических систем / С.А. Сазонова //

циальных и экономических системах. -

Вестник Воронежского института ГПС МЧС

2016. - № 1 (7). - С. 151-153.

России. - 2015. - № 3 (16). - С. 30-35.

4. Сазонова, С.А. Диагностика несанк-

12. Сазонова, С.А. Обобщенная модель

ционированных отборов рабочей среды и

для обеспечения безопасности при управле-

обеспечение безопасности функционирова-

нии системами теплоснабжения / С.А. Сазо-

ния гидравлических систем / С.А. Сазонова //

нова // Вестник Воронежского института

Моделирование систем и процессов. - 2015. -

ГПС МЧС России. - 2016. - № 3 (20). - С. 51-

Т. 8. - № 1. - С. 51-53.

56.

5. Сазонова, С.А. Применение детер-

13. Квасов, И.С. Информационные си-

минированного алгоритма диагностики уте-

стемы технической диагностики трубопро-

чек в гидравлических системах для обеспе-

водных сетей / И.С. Квасов, С.А. Сазонова,

чения их безопасного функционирования /

В.Е. Столяров // В книге: Математическое

С.А. Сазонова // Вестник Воронежского ин-

моделирование в естественных и гуманитар-

ститута ГПС МЧС России. - 2017. - № 1 (22).

ных науках. Тезисы докладов. Воронежский

- С. 33-38.

государственный университет. -2000.-С. 105.

6. Сазонова, С.А. Методы и алгоритмы

14. Квасов, И.С. Синтез систем сбора

технической диагностики систем теплоснаб-

данных для распределительных гидравличе-

жения / С.А. Сазонова, А.Б. Мезенцев // Мо-

ских сетей / И.С. Квасов, В.Е. Столяров, С.А.

делирование систем и процессов. - 2015. - Т.

Сазонова // В сборнике: Информационные

8. - № 1. - С. 63-66.

технологии и системы. Материалы III Все-

7. Квасов, И.С. Оценивание парамет-

российской научно-технической конферен-

ров трубопроводных систем на основе функ-

ции. - 1999. - С. 113-115.

ционального эквивалентирования / И.С. Ква-

15. Жидко, Е.А. Логико вероятностно-

сов, С.А. Сазонова // В книге: Понтрягинские

информационный подход к моделированию

чтения - Х, 1999. - С. 219.

информационной безопасности объектов за-

8. Сазонова, С.А. Использование зада-

щиты: монография / Е.А. Жидко; Воронеж.

чи статического оценивания при техниче-

гос. арх-строит. ун-т. - Воронеж, 2016. -123 с.

ской диагностике с целью обеспечения без-

16. Жидко,

Е. А.

Научно-

опасности функционирующих гидравличе-

обоснованный подход

к

классификации

ских систем / С.А. Сазонова // Вестник Во-

угроз информационной безопасности // Ин-

ронежского института ГПС МЧС России. -

формационные системы и технологии. -

2016. - № 4 (21). - С. 46-50.

2015. - № 1 (87). - С. 132-139.

9. Сазонова, С.А. Особенности форми-

17. Жидко, Е.А. Человеческий фактор

рования структурных

графов для систем

как аргумент информационной безопасности

ВЫПУСК № 2 (10), 2017

ISSN 2307-177X

компании / Е.А. Жидко, Л.Г. Попова // Ин-

характеристики бетона /

И.В. Михневич,

формация и безопасность. - 2012. - Т. 15. - №

С.Д. Николенко // Научный журнал строи-

2. - С. 265-268.

тельства и архитектуры. - 2017. - № 3 (47). -

18. Жидко, Е.А. Методология форми-

С. 43-51.

рования

единого

алгоритма

исследований

25. Николенко, С.Д. Эксперименталь-

информационной безопасности / Е.А. Жидко

ное исследование

работы

фибробетонных

// Вестник Воронежского института

МВД

конструкций при

знакопеременном мало-

России. - 2015. - № 1. - С. 62-69.

цикловом нагружении / С.Д. Николенко, Г.Н.

19. Жидко,

Е.А. Информационная

и

Ставров // Известия высших учебных заве-

интеллектуальная

поддержка

управления

дений. Строительство. - 1986. - № 1. - С. 18-

развитием социально-экономических систем

22.

/ Е.А. Жидко, Л.Г. Попова // Вестник Иркут-

26. Николенко, С.Д. Применение фиб-

ского государственного технического

уни-

рового армирования в зданиях и сооружени-

верситета. - 2014. - № 10 (93). - С. 12-19.

ях, расположенных в сейсмоопасных райо-

20. Николенко,

С.Д. Разработка

кон-

нах / С.Д. Николенко // В сборнике: Системы

струкций пневматических опалубок

/

С.Д.

жизнеобеспечения и управления в чрезвы-

Николенко, И.В. Михневич // Научный жур-

чайных ситуациях. Межвузовский сборник

нал. Инженерные системы и сооружения. -

научных

трудов.

Воронежский государ-

2014. - № 2 (15). - С. 18-22.

ственный технический университет. Между-

21. Михневич,

И.В. К вопросу

о

за-

народная академия наук экологии безопас-

щитных свойствах

быстровозводимых

со-

ности человека и природы. В. И. Федянин -

оружений на основе пневмоопалубки /

И.В.

ответственный редактор. Воронеж, 2006. - С.

Михневич, С.Д. Николенко, В.А. Попов // В

38-46.

сборнике: Пожарная

безопасность: пробле-

27.

Сазонова, С.А. Численное решение

мы и перспективы. Сборник статей по мате-

задач в сфере пожарной безопасности / С.А.

риалам

III

всероссийской

научно-

Сазонова, С.Д. Николенко // Моделирование

практической конференции с

международ-

систем и процессов. -2016. -Т.9. - № 4. -С.

ным участием. - 2012. - С. 234-237.

68-71.

22.

Михневич, И.В. Сравнительное ис-

28.

Николенко, С.Д.

Автоматизация

следование характеристик материалов, при-

расчетов

по интегральной

математической

меняемых в быстровозводимых сооружениях

модели времени эвакуации людей при пожа-

/ И.В. Михневич, С.Д. Николенко, А.В. Че-

ре / С.Д. Николенко, С.А. Сазонова // Моде-

ремисин // Научный журнал строительства и

лирование систем и процессов. - 2017. - Т.

архитектуры. - 2016. - № 1 (41). - С. 48-55.

10. - № 1. - С. 43-49.

23. Николенко, С.Д. Обеспечение без-

29. Сазонова, С.А. Расчет коэффици-

опасности земляных

работ с

применением

ента теплопотерь на начальной стадии пожа-

расчетов прикладной механики / С.Д. Нико-

ра с применением информационных техно-

ленко, С.А. Сазонова // Моделирование си-

логий / С.А. Сазонова, С.Д. Николенко //

стем и процессов. - 2016. - Т. 9. - № 4. - С.

Моделирование систем и процессов. - 2016. -

47-51.

Т. 9. - № 4. - С. 63-68.

24.

Михневич, И.В. Исследование вли-