Реализация функциональной безопасности социотехнических систем на основе пятимерного пространства

В статье рассматривается задача обеспечения функциональной безопасности критических социо-технических систем на основе модели выполнения регламентов системы, представляющей собой совокупность пяти составляющих. Предложенная модель разбивает их на 4 уровня согласования, и выполнение регламентов основывается на трех этапах: согласование всех 5 составляющих по уровням согласования, согласование соседних уровней и получение функции выполнения регламента. Предложенная модель позволяет не только решить задачу функциональной безопасности, но и оптимизировать систему управления для эффективного выполнения регламентов и достижения цели функционирования.

Современную организацию принято считать социотехнической системой, объединяющей технологическую сущность и кадровое обеспечение и нацеленной на осуществление определенной цели [1]. Для создания эффективных механизмов обеспечения безопасных условий функционирования социотехнической системы недостаточно использовать подход, реализующий лишь методы информационной безопасности и надежности, так как эти рамки ограничиваются задачами поддержания безопасных условий функционирования систем в части защиты от несанкционированного доступа, а также сохранения или восстановления способности нормального функционирования информационных систем после деструктивных воздействий. Поэтому главной проблемой обеспечения ее безопасности является поддержка устойчивого состояния ее функционирования, т.е. достижения поставленных целей [2]. В данном случае под целью понимается – ситуация или область ситуаций, которая должна быть достигнута при функционировании системы за определенный промежуток времени и может задаваться требованиями к показателям результативности, ресурсоемкости, оперативности функционирования системы либо к траектории достижения данного результата [3].

Таким образом, для достижения цели система должна отвечать предъявленным для выполнения цели требованиям, обладать необходимой функциональностью, должны быть четко прописаны задачи, необходимые для выполнения функций, а также иметь в своем распоряжении необходимые ресурсы. Отсутствие или неполное присутствие одного из критериев ставит под сомнение достижение цели вообще или с нарушением предъявленных требований, что может стать причиной вывода системы из устойчивого состояния функционирования.

Развитие средств вычислительной техники и сложности систем государственного управления приводит к необходимости применения в социо-технических системах функционального подхода к построению систем управления критических систем. Под критической системой понимаются такие системы, которые при нарушении функционирования приносят большой ущерб. Причем обычно этот ущерб оценивается в стоимости рабочего времени на устранение последствий воздействий.

Функциональная безопасность критических социотехнических систем предполагает выполнение всего набора задач, определенных нормативными документами, для достижения определенной цели.

Одним из элементов системы государственного управления является муниципалитет – орган местного самоуправления. Вся его работа определяется нормативными документами и законами РФ, которые в свою очередь реализованы в виде регламентов, указывающих порядок действия, набор руководящих документов, использующиеся ресурсы и результаты, которые должны быть достигнуты. Регламентом определяется максимальный срок его выполнения от начала до получения конечного результата [4].

Однако, проанализировав весь регламентный ряд в ходе его исполнения, можно выявить критические операции, от которых зависит выполнению ряда функций и задач. Невыполнение функций или задач приводит к невыполнению регламента, что ставит под вопрос достижение цели функционирования муниципалитета и законов РФ.

Учитывая, что результат выполнения регламента инициирует выполнение других взаимосвязанных регламентов и результаты могут являться исходными данными, то нарушение выполнения одной из критических операций может вывести систему из устойчивого состояния и будет нару- шена функциональная безопасность системы управления.

Поэтому одной основной задачей обеспечения устойчивого функционирования является поддержка функциональной безопасности системы при ее функционировании на основе анализа выполнимости регламентов системы.

Для решения задачи функциональной безопасности рассмотрим модель выполнения регламента, которая представляет собой совокупность пяти составляющих (рис. 1).

Ill

Рис. 1. Модель выполнения регламента

Основной смысл предложенной модели заключается в следующем. Регламент состоит из 5 составляющих:

• -    цель – назначение этого регламента и описание результата, который должен быть достигнут;

• -    требования – нормативные документы, сроки выполнения регламента, критерии и показатели эффективности, порядок предоставления результата;

• -    функции – описание основных процессов и контроль за их совершением;

• -    задачи – подробное описание этапов выполнения каждого процесса;

• -    ресурсы – лица, ответственные за выполнение каждого этапа, время его выполнения, исходные данные (результат выполнения предыдущих процессов, данные инициирующие начало выполнения регламента).

Таким образом, достижение цели основывается на трех этапах согласования.

• 1) . На первом этапе проводим согласование всех 5 составляющих.

Представим цель, требования, функции, задачи, ресурсы в виде множеств:

A = { a1 ,... ,a n } - набор целей, которые необходимо достигнуть в ходе исполнения регламента;

B = { b 1 , ...,b m } - перечень требований, соблюдение которых необходимо для успешного исполнения регламента;

C = { c1,. . ,c k } - набор функций, выполнением которых достигается исполнение регламента;

D = { d 1 , _ ,dj } - множество задач, которые необходимо выполнить для выполнения функций;

E = { e1,... ,e i } - множество необходимых ресурсов для выполнения регламента.

Их можно разделить на четыре уровня согласования. На первом уровне согласовываются цель и требования, на втором – требования и функции, на третьем – функции и задачи, на четвертом – задачи и ресурсы.

На основании этого регламент можно представить в виде функций:

F^ iyp. = f { A,B } ;

F согл.2ур. = f { b,c } ;

F cor^3yp. = f { c,d} ;

F cor.4yp = f { d,e} ;

F , = f\F . .F , .F . .F . L

СОГЛ.1ЭТ.          согл.1ур . ^, согл.2ур . ^, СОГЛ.Зур . ^, согл.4ур . .

• 2) . На втором этапе производится согласование соседних уровней:

  F .

  согл.1

  
  

  F .

  согл.2

  
  

  F ,

  согл.3

  
  

согл.1ур. ^, согл.2ур. ^;

согл.2ур. ^, согл.3ур. ^;

согл.3ур. ^, согл.4ур. ^;

F = f {F   fF fF 3.

согл.2эт. ^{= f} согл.1 ^, согл.2 ^, согл.3 ^.

• 3) . На третьем этапе получаем функцию выполнения регламента:

F peni.    ^f { ^ согл.1эт. ^,F согл.2эт. ^} "

С помощью предложенной модели можно не только описать порядок выполнения самого регламента, выявить критически важные операции, но и проверить, способна ли система выполнить заданный регламент имеющимися в наличии ресурсами. Учитывая то, что главным критерием исполнения регламента, является время его выполнения, то сумма времени выполнения всех функций регламента не должна превышать установленное время исполнения регламента. Так же, проверяя выполнимость регламента системой на каждом уровне согласования, можно точно установить какие изменения в регламент или в свойствах системы нужно внести для обеспечения его выполнения.

Предложенная модель выполнения регламента позволяет не только решить задачу функциональ- ной безопасности, но и оптимизировать систему управления для эффективного выполнения регламентов и достижения цели функционирования. Таким образом, обеспечивается устойчивое состояние функционирования системы, т.е. достигается ее функциональная безопасность.