автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.18, диссертация на тему:Имитационное моделирование системы централизованной охраны с учетом динамических изменений ее параметров

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. Системный анализ функционирования централизованной охраны, формулировки, проблемы и постановки задач исследования.

1.1. Анализ особенностей функционирования централизованной охраны, как организационно-технической системы.

1.2. Концептуальные предпосылки управления деятельностью подразделений охраны на базе использования автоматизированных систем.

1.3. Цели и задачи исследований.

Актуальность темы исследования. Одним из основных условий усиления борьбы с преступностью является кардинальное совершенствование управления правоохранительными органами, которое не возможно без подготовки специалистов нового типа, владеющих современной информационной технологией, способных двигать вперед экономический и социальный прогресс.

Важное место в деятельности органов внутренних дел занимает комплекс задач, связанных с обеспечением охраны общественного и личного имущества граждан. Актуальность, социальная значимость этих задач определяется высоким уровнем роста динамики краж.

Охрана государственного имущества и личного имущества граждан является главным содержанием деятельности подразделений Вневедомственной охраны (ВО) МВД РФ. В условиях наблюдающихся кардинальных перемен, революционной по своим масштабам и глубине перестройки всех звеньев системы управления, в число основных выдвигается цель научно-обоснованной организации использования материально-технических и людских ресурсов подразде--лений Вневедомственной охраны, внедрения в практику их деятельности новейших информационно-аналитических систем.

На современном этапе происходит интенсивное внедрение технических средств и информационно-управляющих систем в сфере деятельности охраны. В связи с этим необходим принципиальный скачок в процессе обоснования, построения и использования адекватных математических моделей. Этот скачок должен быть основан на системном анализе всей совокупности взаимодействующих процессов и явлений, определяющих оперативную обстановку по линии охраны. Такие модели позволят более экономично управлять силами и средствами подразделений Вневедомственной охраны.

В настоящее время в деятельности подразделений Вневедомственной охраны выдвигаются недостаточно разработанные в научном плане взаимосвязанные проблемы: оптимальное управление силами и средствами подразделений Вневедомственной охраны, прогнозирование оперативной обстановки, исследование и разработка методов оценки эффективности деятельности подразделений охраны и защита информации в информационных системах.

В этих подразделениях перестройка управления подразделениями вневедомственной охраны должна строиться на основе переориентации всей деятельности подразделений Вневедомственной охраны на создание эффективного механизма распределения ее сил и средств. Разработка такого механизма управления весьма сложно и требует широкого использования современной компьютерной техники и применения новых информационных технологий переход к необходимости математического моделирования эффективного функционирования. Использование информационно-поисковых систем (ИПС) для решения задач оптимизации сил и средств, а также для эффективного управления подразделениями Вневедомственной охраны не оправдало себя. Для повышения эффективности управления подразделениями Вневедомственной охраны необходимо привлечь математические методы для решения различных аналитических и оптимизационных моделей, базирующихся на системном подходе [26,27], что согласуется с концепцией развития Вневедомственной охраны.

Повышение эффективности управления возможного лишь за счет повышения эффективности функционирования управленческих функций, сбора информации, планирования, осуществления контроля, защиты информации и т.д.

Как показал опыт использования информационно-вычислительных систем, в которых используются математические модели управления, позволяет увеличить объем выполняемой работы не менее, чем на 30-40% и ускорить оперативность принятия управленческих решений на 20-25%.

Таким образом, актуальность темы исследования определяется необходимостью повышения эффективности всего цикла управления в структуре отдела ВО за счет разработки математических моделей управления и прогнозирования функционирования пункта централизованной охраны (ПЦО) Вневедомственной охраны.

Работа выполнена в соответствии с Концепцией развития вневедомственной охраны (приказы МВД РФ № 372 от 20.10.92 и № 499 от 06.09.96).

Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка математических моделей и алгоритмов управления и прогнозирования функционирования пункта централизованной охраны, а также разработки математических моделей управления защитой оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему отдела Вневедомственной охраны. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- разработка математической модели процесса функционирования пункта централизованной охраны;

- разработка математической модели прогнозирования использования сил и средств пункта централизованной охраны;

- разработка математической модели оценки показателя эффективности защитой оперативной информации от несанкционированного доступа как объекта управления;

- практическая реализация исследований в виде систем управления охранной деятельности пункта централизованной охраны и их апробация, подтверждающая эффективность разработанных принципов, моделей, алгоритмов и программ.

Объектом исследования является система управления силами и средствами пункта централизованной охраны.

Предметом исследования является управление силами и средствами пункта централизованной охраны.

Основные методы исследования. Для решения поставленных задач в работе использовались принципы системного подхода, общая теория управления, теория массового обслуживания, теория случайных процессов и теории графов. При разработке программного обеспечения использовались принципы структурного программирования.

Научная новизна. Основными результатами, характеризующимися научной новизной являются следующие:

- алгоритмическая схема, описывающая процесс функционирования пункта централизованной охраны, позволяющая учитывать динамику состояний охраняемых объектов в зависимости от времени суток, что обеспечивает большую эффективность управления силами и средствами пункта централизованной охраны;

- прогностическая модель процесса функционирования пункта централизованной охраны, позволяющая оптимизировать управление силами и средствами этого пункта по времени суток;

- математическая модель динамики функционирования защиты оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему как объекта управления для анализа показателей эффективности защиты оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему отличающаяся возможностью представления этого процесса в виде последовательности реализации иерархических уровней, характеризующихся множеством определенных функций защиты;

- алгоритм моделирования динамического параметра защиты оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему как объекта управления и получение значения соответствующего показателя, основанный на экспериментальной оценке ее реакции на типовые ситуации, отличающийся возможностью определения временных уровней защиты с учетом реализации комбинации различных законов их распределения.

Основные положеня выносимые на защиту. В диссертационной работе на защиту выносятся следующие основные положения:

- модель управления процессами функционирования пункта централизованной охраны;

- прогностическая модель функционирования пункта централизованной охраны;

- модель управления защитой оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему пункта централизованной охраны;

- алгоритмы управления защитой оперативной информации от несанкционированного доступа силами и средствами защитой оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему пункта централизованной охраны.

Практическая ценность работы и результаты внедрения. Практическая ценность работы связана с использованием ее основных положений и результатов, предназначенных для повышения эффективности управления силами и средствами защиты оперативной информации от несанкционированного доступа в информационную систему на пункт централизованной охраны.

Результаты диссертационной работы внедрены:

- в Воронеже при институте МВД России;

- в Управлении охраны при Курском УВД, общий экономический эффект составляет 130 тыс. 500 рублей (в ценах мая 2000 г.);

- в Управлении охраны при Оренбургском УВД, общий экономический эффект составляет 200 тыс. 500 рублей (в ценах февраля 2000 г.);

- в Управлении охраны при Воронежском УВД, общий экономический эффект составляет 170 тыс. 500 рублей (в ценах января 2000 г.).

Апробация работы. Результаты и положения диссертационных исследований докладывались и обсуждались на следующих семинарах и конференциях: на Международной научно-технической конференции и Российской научной школы молодых ученых и специалистов (Москва - Воронеж - Сочи, 2001г.)

Публикации. По результатам диссертационного исследования опубликовано семь печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы из 102 наименований. Основной текст изложен на 163 страницах. Работа содержит 6 таблиц, 33 рисунка.

Основные выводы 4 главы.

1. Разработанные математические модели, алгоритмы и программные средства по оптимизации сил и средств во время оперативного дежурства сотрудников отдела ВО подтвердили правильность научных исследований и оптимизации ГЗ при практической апробации в Курской, Воронежской и Оренбургской областях.

2. Предложена общая методология расчета сравнительной эффективности автоматизированной системы управления.

3. Предложена оценка показателя эффективности ЗОИ НСД для ИУС подразделений ВО.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Основным результатом диссертационной работы считать разработку теоретических основ математических принципов управления ПЦО. Основные результаты диссертационного исследования заключаются в следующем:

1. Построена модель управления ПЦО, позволяющая эффективно управлять силами и средствами централизованной охраны.

2. Сформулирована модель прогнозирования ПЦО, позволяющая оптимизировать силы и средства оперативного наряда сотрудников отдела ВО по времени суток.

3. Разработана математическая модель оценки показателя эффективности ЗОИ НСД как объекта управления.

4. Предложен алгоритм управления ПЦО, позволяющий эффективно управлять силами и средствами централизованной охраны. На базе математической модели функционирования ПЦО разработана алгоритмическая схема, описывающая процесс функционирования этого пункта, позволяющая учитывать динамику состояния охраняемого объекта в зависимости от времени суток, что обеспечивает большую эффективность управления силами и средствами оперативного наряда сотрудников отдела ВО.

5. Разработан алгоритм управления ПЦО, позволяющий эффективно управлять силами и средствами централизованной охраны.

6. Разработана прогностическая модель процесса функционирования ПЦО, позволяющая оптимизировать управление силами и средствами этого пункта во времени.

7. Разработан алгоритм функционирования типовой ЗОИ НСД как объекта управления в виде направленного графа состояния, позволяющая формализовать процесс обеспечения ЗИ и представить его в виде последовательности реализации иерархических уровней, характеризующихся множеством определенных функций защиты.

8. Разработан алгоритм моделирования показателя эффективности ЗОИ НСД как объекта управления и получения значений соответствующего показателя, основанный на экспериментальной оценке ее реализации на типовые ситуации, обеспечивающие возможность определения временных уровней защиты с учетом реализации комбинации различных законов их распределения.

9. Основные теоретические и практические результаты, полученные в диссертационной работе, реализованы в ИУС и внедрены в ОВО и внедрены в учебном процессе ВИ МВД РФ.

1. Барнюк В.А., Бичуков Е.С., Чекаценко А.И., Уразгельдиев Ш.У. Основы создания больших АСУ. М: Издательство "Советское радио", 1979, -С.360.

2. Герасименко В.А. Защита информации в автоматизированных системах обработки данных: В 2-х кн.: Кн. 1. М.: Энергоатомиздат, 1994. - 400 с.

3. Гаценко О.Ю. Защита информации. Основы организационного управления. СПб.: Изд. Дом «Сентябрь», 2001. - 228 с.

4. Глушков В.М. Кибернетика. Вопросы теории и практики. М.: Наука, 1986.-488 с.

5. Обработка нечеткой информации в системах принятия решений / А.Н. Борисов, А.В. Алексеев, Г.В. Меркурьева и др. М.: Радио и связь, 1989. -304 е.: ил.

6. Теоретические основы компьютерной безопасности: Учеб. пособие для вузов / П.Н. Девянин, О.О. Михальский, Д.И. Правиков и др. М.: Радио и связь, 2000. - 192 е.: ил.

7. Завгородний В.И. Комплексная защита информации в компьютерных системах: Учебное пособие. М.: Логос; ПБОЮЛ Н.А. Егоров, 2001. - 264 е.: ил.

8. Federal Criteria for Information Technology Security. National Institute of Standards and Technology & National Security Agency. Version 1.0, December 1992.

9. Trusted Computer System Evaluation Criteria. US Department of Defense 5200.28-STD, 1993.

10. Germany), Service Central de la Sécurité des Systèmes d'Information (France), National Communications Security Agency (Netherlands). Version 2.1, August 1999.

11. ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Автоматизированные системы. Термины и определения.

12. Закон РФ "Об информации, информатизации и защите информации1995г.

13. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем: Учебник для вузов по спец. «Автоматизированные системы управления». М.: Высшая школа, 1985.271 с.

14. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики: Учеб. пособие для вузов. М.: Энергия, 1980. 424 с.

15. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979. 276 с.

16. Яковлев С.А. Проблемы планирования имитационных экспериментов при проектировании информационных систем // Автоматизированные системы переработки информации и управления. Л.: 1986. 254 с.

17. Венцель Е.С. Теория вероятностей. М.: Наука, 1969. 576 с.

18. Анодина Т.Г., Мокшанов В.И. Моделирование процессов в системе управления воздушным движением. М.: Радио и связь, 1993. 264 с.

19. Системный анализ и системы управления / Под ред. В.Г. Шорина. М.: Знание, 1975.

20. Дружинин В.В., Конторов Д.С., Конторов М.Д. Введение в теорию конфликта. М.: Радио и связь, 1989. 288 с.

21. Норенков И.П., Манычев В.Б. Основы теории и проектирования САПР. М.: Высш. шк., 1990. 335 с.

22. Костин А.Е., Шаньгин В.Ф. Организация и обработка структур данных в вычислительных системах. М.: Высш. шк., 1987.

23. Костин А.Е. Принципы моделирования сложных дискретных систем. -М.: МИЭТ, 1984.

24. Зегжда Д.П., Ивашко A.M. Основы безопасности информационных систем. М.: Горячая линия - Телеком, 2000. 452 е., ил.

25. Пранявичюс Г.И. Модели и методы исследования вычислительных систем. Вильнюс: Мокслас, 1982.

26. Сумин В.И., Дурденко В.А. Теоретические основы автоматизированного проектирования систем управления подразделений вневедомственной охраны субъекта федерации. Воронеж: ВГУ; ВВШ МВД России, 1997, - С. 160.

27. Сумин В.И., Дурденко В.А. Основы проектирования систем управления охранной деятельности субъекта федерации. Воронеж: Воронежская высшая школа МВД России, Воронежский государственный университет, 1998. -. 180 с.

28. Методы и средства анализа эффективности при проектировании программных средств защиты информации: / О.Ю. Макаров, A.B. Муратов, М.В. Питолин, Е.А. Рогозин, В.И. Сумин, В.М. Шишкин. Воронеж: ВГТУ, 2002. С. 125.

29. Доктрина информационной безопасности Российской Федерации. Утверждена Президентом Российской Федерации 09.09.2000 г.// Российская газета, 28 сентября 2000 г.

30. Королюк B.C., Турбин А.Ф. Фазовое укрупнение сложных систем. -Киев: Высш. шк., 1978.

31. Захаров Г.П. Методы исследования сетей передачи данных. М.: Радио и связь, 1982.

32. Справочник по теории вероятностей и математической статистике / B.C. Королюк, Н.И. Портенко, A.B. Скороход, А.Ф. Турбин. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1985. - 640 с.

33. Гостехкомиссия РФ. Руководящий документ. Защита от несанкционированного доступа к информации. Термины и определения. Москва, 1992.

34. Гостехкомиссия РФ. Руководящий документ. Концепция защиты средств вычислительной техники от несанкционированного доступа к информации. Москва, 1992.

35. Гостехкомиссия РФ. Руководящий документ. Автоматизированные системы. Защита от несанкционированного доступа к информации. Классификация автоматизированных систем и требования по защите информации. Москва, 1992.

36. ГОСТ 50.922-96. Стандартизованные термины и определения в области защиты информации.

37. ГОСТ 28.806-90. Качество программных средств. Термины и определения.

38. Липаев В.В. Системное проектирование программных средств, обеспечивающих безопасность функционирования информационных систем // Информационные технологии. 2000. -№11.

39. Липаев В.В. Отладка сложных программ. М.: Энергоатомиздат,1993.

40. Долгов А.И., Трубников А.Н. Оценка уровня безопасности программных средств // Вопросы защиты информации. 2000, вып. 1 (48).

41. Забияко C.B. Анализ структурного конфликта в системе централизованной охраны C.B. Забияко, P.A. Солодуха Научно-практическая конференция ВИ МВД России: Тезисы докладов. Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2000. - С. 204-205.

42. Чурюмов В.В. Моделирование ситуаций проникновения на различные классы объектов В.В. Чурюмов Научно-практическая конференция ВИ МВД России: Тезисы докладов. Воронеж: Воронежский институт МВД России, 2000. - С. 206.

43. Анохин Г.И. Обоснование состава систем безопасности объектов Г.И. Анохин, М.А. Ильичев Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Охрана и безопасность -2001» Воронеж: ВИ МВД России, 2001. -С.90-91.

44. Зарубин C.B. Проблемы методологии проектирования ТКО B.C. Зарубин Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Охрана и безопасность -2001» Воронеж: ВИ МВД России, 2001. С.94.

45. Соломоненко A.B. Выбор вариантов оборудования систем безопасности охраняемых объектов Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Охрана и безопасность -2001» Воронеж: ВИ МВД России, 2001.-С.111-112.

46. Каляпин И.Ф. Оптимальное моделирование тактики несения службы группами задержания И.Ф. Каляпин, О.И. Каляпина Сборник материалов Всероссийской научно-практической конференции «Охрана и безопасность -2001» Воронеж: ВИ МВД России, 2001. С. 170.

47. Солодуха P.A. Модели структурно-параметрического анализа взаимоотношений элементов измерительных информационных систем ситуационного управления P.A. Солодуха Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук Воронеж. 2001 г.

48. Жуков В.Д. Разработка моделей и алгоритмов автоматизированного проектирования систем охранной безопасности В.Д. Жуков Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Воронеж. 1997 г.

49. Климов А. Применение технических средств раннего обнаружения несанкционированного проникновения А.Климов, А. Никитин Техника охраны № 1/2001 С.4-8.

50. Афанасьев Н. Некоторые вопросы сертификации извещателей охранных Н. Афанасьев Техника охраны № 1/2001 С.35-38.

51. Кузьмин В. Использование прикладного программного обеспечения в деятельности подразделений охраны В. Кузьмин, В. Плотников Журнал «Техника охраны» № 1/2001 С.48-51.

52. Сидорчук Р.Ю. Несколько советов по защите периметра Р.Ю. Си-дорчук Журнал «Защита информации. Конфидент» №1 (37) 2001 г. С. 18-21.

53. Волхонский В. Термины и определения систем безопасности В. Волхонский Журнал «Безопасность Достоверность Информация» № 6 (34), 2000 г. С. 24-27.

54. Синилов В. Основные руководящие документы, регламентирующие вопросы эксплуатации и обслуживания технических средств охраны В. Синилов, Е. Тюрин Журнал «Техника охраны» № 2/2001 С. 12-13.

55. Коваленко В. Общие вопросы сертификационных испытаний технических средств безопасности В. Коваленко Журнал «Техника охраны» № 2/2001 С.14-15.

56. Волхонский В. Структура технических средств обеспечения безопасности В. Волхонский, А. Засыпкин, В. Коротких Журнал «Безопасность Достоверность Информация» № 3 (24), 1999 г. С. 18-21.

57. Николаев A.B. Классификация военных объектов по уровню защищенности техническими средствами охраны A.B. Николаев Журнал «Системы безопасности» № 39 (3) 2001 С. 22.

58. Жданов A.A. Организация систем безопасности объектов газовой отрасли общие подходы A.A. Жданов, B.C. Зарубин, A.B. Заряев Журнал «Системы безопасности» № 39 (3) 2001 С. 54-56.

59. Десятов Д.Б. Основы проектирования систем безопасности предпринимательской деятельности Д.Б. Десятов, C.B. Забияко, С.И. Козьминых Журнал «Системы безопасности» № 39 (3) 2001 С. 84-85.

60. Вишняков С.М. Интеллектуальное здание. Комплексный подход к категориям и требованиям Журнал «Системы безопасности» № 41 (5) 2001 С. 24-28.

61. Алаухов С.Ф. Вопросы создания систем физической защиты для крупных промышленных объектов С.Ф. Алаухов, В.Я. Коцеруба Журнал «Системы безопасности» № 41 (5) 2001 С. 93-95.

62. Ситников С.С. Техническая укрепленность объекта охраны глазами пользователя С.С. Ситников Журнал «Системы безопасности» № 1 (43) 2002 С. 36-38.

63. Мехлис В.П. Модель оценки эффективности проектирования систем безопасности В.П. Мехлис, С.А. Шумилов Журнал «Системы безопасности» № 1 (43) 2002 С. 78.

64. Соколов Е.Г. Основные принципы построения современных комплексов технических средств охраны Е.Г. Соколов, Е.Е. Соколов Журнал «Системы безопасности» № 1 (43) 2002 С. 88-91.

65. Дубровин A.C. Аналитическое моделирование сетей связи с коммутацией сообщений. // Техника средств связи, сер. Техника радиосвязи. 1992. -вып. 5.-с. 92-103.

66. Государственная система защиты информации. Система "Спектр// Техническая документация. Государственный научноисследовательский институт моделирования интеллектуальных сложных систем, 1999.

67. Приказ МВД РФ № 372 от 20 октября 1992 г. Об организации исполнения постановления Правительства РФ от 14 августа 1992 г. № 589 "Об утверждении Положения о вневедомственной охране при ОВД РФ". М: -28с.

68. Приказ № 499 от 06.09.1996 г. Концепция развития вневедомственной охраны при органах внутренних дел Российской Федерации, М: 1996. -33 с.