С.-Петербургский институт информатики и автоматизации РАН, С.-Петербург, 14 линия ВО, 39, СПИИ РАН, СПИИ РАН 1 кандидат технических наук, доцент Павлов А.Н. Многокритериальный анализ структурной надежности, безопасности и живучести сложных объектов
СПИИ РАН 2 1. Примеры сложных объектов (СО)
СПИИ РАН 3 2. Структуры сложных объектов Диаграммы структурной динамики ИС. Графики изменения структурных состояний ИС
СПИИ РАН 4 2. Структуры сложных объектов изменение способов, целей функционирования СТС, их содержания, последовательности выполнения в различных условиях, перемещение в пространстве отдельных элементов и подсистем СТС, перераспределение и децентрализация функций, задач, алгоритмов управления, информационных потоков между уровнями СТС, управление резервами, использование гибких и сокращенных технологий управления СТС, реконфигурация структур СТС при ее деградации
СПИИ РАН 5 2. Структуры сложных объектов Проблема управления структурной динамикой СО предполагает решение трех классов задач: задачи анализа структурной динамики СО; задачи наблюдения (контроля) структурных состояний СО, ситуаций, обстановки; задачи формирования, выбора и реализации программ управления структурной динамикой СО.
СПИИ РАН 6 3. Структурное состояние СО Понятие генома сетевой структуры СО
СПИИ РАН 7 3. Понятие генома сетевой структуры СО 3. Структурное состояние СО Понятие генома сетевой структуры СО
СПИИ РАН 8 3. Понятие генома сетевой структуры СО (свойства структуры СО)
СПИИ РАН 9 6. Н-сети ИС Сложные Н-сети можно получить из сети путем подразбиения ребер и либо соединением ребрами внутренних не зависимых друг от друга вершин, либо соединением внутренних вершин с полюсами так, чтобы каноническое расщепление новой сети состояло только из Н-сети. 3. Понятие генома сетевой структуры СО ( свойства структуры СО) Н-сеть СО
СПИИ РАН Н-сети ИС Гипотезы о старшей компоненте генома Гипотеза 1 При каждом соединении вновь образованной вершины с полюсом или с минимальной вершиной сети (рис. а, рис. д, рис.е) Гипотеза 2 При каждом соединении минимальных вершин между собой или минимальной вершины с полюсом (рис.б, рис.в, рис.ж) Гипотеза 3 При соединении ребром вновь образованных не минимальных вершин между собой (рис.г, рис.з) 3. Понятие генома сетевой структуры СО ( свойства структуры СО) Н-сеть СО
СПИИ РАН Н-сети ИС 3. Понятие генома сетевой структуры СО ( свойства структуры СО) Н-сеть СО
СПИИ РАН Интегральные показатели структурной надежности СО (логико-вероятностный подход) T(Q 1,…,Q n ) QnQn 1n1n 1 Fнеоднор
СПИИ РАН Интегральные показатели структурной надежности СО (нечетко-возможностный подход) (однородные монотонные и немонотонные структуры)
СПИИ РАН Интегральные показатели структурной надежности СО (нечетко-возможностный подход) (однородные немонотонные структуры)
СПИИ РАН Интегральные показатели структурной надежности СО (нечетко-возможностный подход) (однородные монотонные и немонотонные структуры)
СПИИ РАН Ценность предлагаемого подхода А. Вычисление значимости и вкладов элементов СО в структурный отказ Полином для вычисления значимости i-го элемента в структурный отказ СО Полином для вычисления положительного вклада i-го элемента в структурный отказ СО Полином для вычисления отрицательного вклада i-го элемента в структурный отказ СО
СПИИ РАН Ценность предлагаемого подхода B. Независимость событий
СПИИ РАН Ценность предлагаемого подхода B. Независимость событий
СПИИ РАН Ценность предлагаемого подхода B. Независимость событий
СПИИ РАН Ценность предлагаемого подхода С. Немонотонные структуры 1 рода (инверсные элементы) - вариант 1 - вариант 2- вариант 3 - вариант 4 - вариант 5 - вариант 6
СПИИ РАН Ценность предлагаемого подхода С. Немонотонные структуры 1 рода (инверсные элементы) Инверсные элементы ПолиномВероятностная оценкаВозможностная оценка ОднороднаяНеоднороднаяОднороднаяНеоднородная вариант 1, 2 вариант 5 вариант 6 монотонная функция 0.5 вариант 3 немонотонная функция вариант 4немонотонная функция
СПИИ РАН Моделирование, оценивание и анализ деградации (восстановления) структуры СО Дерево возможных сценариев деградации (восстановления) СО
СПИИ РАН Моделирование, оценивание и анализ деградации (восстановления) структуры СО
СПИИ РАН 24 2., определения, концепции 1. Примеры сложных технических систем ;. 6. Моделирование, оценивание и анализ деградации (восстановления) структуры СО Кластеризации множества структурных состояний СО - множество структурных состояний СО - совокупность показателей (признаков), характеризующие свойства структурных состояний СО - меры сходства структур СО - мощность множества признаков l-ой структуры - меры включения структур СО - параметр меры
СПИИ РАН Моделирование, оценивание и анализ деградации (восстановления) структуры СО Кластеризации множества структурных состояний СО п/п Название меры сходства Формула 1Чекановского- Серенса ( =0) 2 Жаккара ( =1) 3Сокала-Снита ( =3) 4 Андреева ( = -0.5) 5Кульчинского 6Половинкина
СПИИ РАН Моделирование, оценивание и анализ деградации (восстановления) структуры СО
СПИИ РАН Анализ структурной живучести СО
СПИИ РАН Анализ структурной живучести СО
СПИИ РАН Анализ структурной живучести СО
СПИИ РАН 30 Численные исследования 7. Заключение ВЫВОДЫ 1.Предлагаемый подход, в основе которого лежит концепция генома структуры, позволяет описать и выявлять свойства структурных состояний монотонных и немонотонных (однородных, неоднородных) систем, проводить оценивание и анализ структурной надежности, безопасности и живучести СО. 2.Предлагаемый подход позволяет решать задачу идентификации синтезируемых структур СО, отнесения ее к тому или иному кластеру, и с помощью типовых элементов (ядер) кластеров предварительно определять свойства синтезируемых структур. 3.Предлагаемый подход позволяет решать задачи моделирования, оценивания и анализа сценариев деградации (восстановления) структурных состояний СО, при которых переход из начального структурного состояния в финальное сопровождался бы пребыванием системы в наиболее безотказных состояниях.
СПИИ РАН 31
СПИИ РАН Conclusion 8. Благодарности Исследования, выполненные по данной тематике, проводились при финансовой поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (гранты 08– 08–00346, 08–08–00403, , ), Отделения нанотехнологий и информационных технологий РАН (проект О-2.3/03)
СПИИ РАН Conclusion Контактная информация Павлов Александр Николаевич Phone: ; Fax: ; Web: СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ