Лаборатория № 20 «Модульных информационно-управляющих систем»

Заведующий лабораторией № 20 Владимир Васильевич КульбаЛаборатория была создана в июле 1961 г. Основателем и бессменным руководителем лаборатории до 1992 г. был заслуженный деятель науки РФ, д.т.н., профессор Акоп Гаспарович Мамиконов. С 1992 г. лабораторию возглавляет заслуженный деятель науки РФ, доктор технических наук, профессор Владимир Васильевич Кульба.

До 1966 г. включительно лаборатория занималась разработкой систем телемеханики и систем сетевого планирования и управления для отраслей народного хозяйства страны.

С 1967 г. и по настоящее время научные интересы лаборатории преимущественно сосредоточены в области создания теоретических, методологических и прикладных основ разработки и внедрения модульных автоматизированных информационно-управляющих систем (АИУС) широкого класса и назначения, в том числе функционирующих в условиях неопределённости и различных чрезвычайных ситуаций (ЧС). На основе единой методологии и сформулированных признаков модульности и типизации решены теоретические и прикладные проблемы, связанные с формализацией процедур анализа, постановкой задач, моделями и алгоритмами синтеза оптимальных по заданным критериям эффективности структур модульных АИУС общего назначения, диалоговых систем и систем, работающих в режиме «жёсткого» реального времени. Применительно к ним разработаны модели и методы синтеза оптимальных логических структур локальных, сетевых и распределённых баз данных.

Разработанные постановки и эффективные методы решения задач синтеза оптимальных логических и физических структур локальных и сетевых БД обеспечивают определение оптимального числа и структуры логических записей и структуры связей между ними, формирование оптимальных структур запросов и заданий на корректировки, а также их спецификаций в архитектуре «клиент-сервер», определение оптимальных структур размещения, хранения и обработки записей и файлов БД, а также сетевого каталога во внешней памяти ЭВМ.

В качестве основных критериев синтеза логических структур используются минимумы: суммарного времени загрузки информации в БД и обслуживания заданного множества запросов пользователей; суммарного объёма передаваемой по сети избыточной информации; времени ответа на запросы, поступающие в реальном масштабе времени; суммарной длины путей доступа к искомым информационным элементам и др.


АКОП ГАСПАРОВИЧ МАМИКОНОВ

14.07.192111.09.1993

Мамиконов Акоп ГаспаровичЗаслуженный деятель науки России А. Г. Мамиконов родился в г. Баку. В 1943 г. окончил Азербайджанский индустриальный институт.

В 1958 г. был переведён из Института нефти в Институт автоматики и телемеханики АН СССР (ИАТ).

В 1961 г. возглавил лаб. № 20, занимавшуюся вопросами промышленной автоматики. С 1961 по 1966 гг. под его руководством был разработан и внедрён ряд систем промышленной автоматики и телемеханики в нефтеперерабатывающей отрасли.

В 1966 г. защитил докторскую диссертацию.

Акоп Гаспарович входил в число ведущих учёных страны, которые первыми в СССР взялись за разработку теоретических и прикладных основ создания автоматизированных систем управления (АСУ). Им выпущено около 10 учебных пособий по этой проблематике.

С 1967 г. А. Г. Мамиконов руководил работой большой группы научных сотрудников Института, которые занимались созданием автоматизированной системы планирования и управления металлоснабжением страны (АСУ «Металл»). Первая очередь этой системы была сдана в промышленную эксплуатацию в 1969 г.

С 1971 по 1978 гг. А. Г. Мамиконов руководил ещё одним крупным проектом Института по созданию и внедрению автоматизированной системы управления операциями по обмену жилой площади (АСУ «Обмен»).

С 1979—1993 гг. А. Г. Мамиконов руководил работами по созданию и внедрению типовых автоматизированных систем управления метрополитеном, в том числе материально-техническимснабжением (АСУ «МТС Метро») и ремонтом подвижного состава (АСУ «Ремонт»).

С 1989 по 1992 гг. А. Г. Мамиконов руководил созданием и внедрением региональной АСУматериально-техническим снабжением (на примере Тульского региона).

Акоп Гаспарович — лауреат Государственной премии СССР, награждён орденом «Знак Почёта СССР», медалями ВДНХ СССР.

Вёл интенсивную преподавательскую работу в должности заведующего кафедрой и профессора в МИНХе, МИИТе и Горном институте.


Полученные результаты стали основой создания промышленной технологии автоматизированного проектирования модульных АИУС, ориентированной на комплексное решение задач автоматизации этапов разработки, внедрения, сопровождения и модификации проектов систем управления на базе новейших достижений в области вычислительной техники, максимального использования принципов модульности и типизации. Данная технология обеспечивает минимизацию общей трудоёмкости и длительности разработки информационного и программного обеспечения информационно-управляющих систем; высокое качество и надёжность комплексов программ и их информационного обеспечения; унификацию технологии разработки информационного и программного обеспечения уникальных и типовых АИУС различного назначения.

Применительно к проектированию типовых модульных АИУС разработаны методы: формализации анализа требований к алгоритмам решения заданного множества задач; оценки степени их информационной, процедурной и технологической общности; синтеза оптимальной структуры программного и информационного обеспечения. Использование этих методов позволяет ускорить процесс разработки и отладки программного и информационного обеспечения АИУС в среднем в 1,5–2 раза, сократить общее время и затраты на разработку типовых АИУС в 5–10 раз.

В данной технологии проектирования на основе использования принципов модульности, типизации и клонирования была разработана САПР «Модуль», обеспечивающая резкое повышение качества проектирования АИУС и сокращение времени их разработки. Данная САПР успешно использовалась при разработке и внедрении АИУС в условиях ЧС и в сфере образования. При этом время разработки достаточно простых типовых функциональных подсистем составляет 1–3 дня.

Результаты исследования в области АИУС реального времени позволили заложить теоретические основы, построить модели и предложить методы анализа, синтеза и отладки оптимальных модульных АИУС специального класса объектов — космических аппаратов.

На основе их исследования как специального объекта управления разработаны модели, методы и инструментальные средства создания модульного программного и информационного обеспечения бортового комплекса управления.

Полученные теоретические результаты использовались при разработке и внедрении ряда АСУ, имеющих важное народнохозяйственное значение: АСУ «Металл», АСУ «Метро», АСУ «Обмен», АСУ «Ресурс», АИУС ЧС республики Казахстан, системы государственного управления в условиях ЧС в Китае, а также систем специального назначения по заказам Минобороны РФ и РКК «Энергия».

По результатам этих работ профессор А. Г. Мамиконов вместе с другими учёными Института был удостоен Государственной премии СССР, а профессор В. В. Кульба — Премии им. академика Б. Н. Петрова Российской академии наук за 2007 г.

Важнейшее место в работах лаборатории занимают проблемы обеспечения информационной безопасности систем организационного управления (СОУ). Исследуются информационная безопасность в системах организационного управления на законодательном и организационном уровнях, информационная безопасность и информационное управление, методы защиты информации от несанкционированного доступа, обеспечение достоверности и сохранности информации.

Цель исследований — разработка новых методов и способов резервирования и защиты информации на различных уровнях её представления, а также методических рекомендаций в обеспечении информационной безопасности, включая рекомендации по защите от агрессивных информационных воздействий на различные структуры общества.

В данном направлении разработаны комплексы формализованных методов и средств обеспечения достоверности и сохранности информации при обработке данных в системах организационного управления. На основе предложенных понятий механизмов контроля и защиты данных и понятия «стандартная схема обработки данных» разработана методика оценки достоверности для различных структур обработки данных и различных законов возникновения и взаимодействия ошибок.

Подробно рассмотрен широкий круг вопросов резервирования программных модулей и информационных массивов в АИУС как системного метода повышения сохранности данных. Выделены основные стратегии резервирования и приведены результаты анализа их эффективности по различным критериям, а также методы расчёта основных вероятностных, временных и стоимостных характеристик рассмотренных стратегий. Проведен анализ основных факторов разрушения модулей и массивов и даны рекомендации по использованию методов защиты от их воздействия. Поставлены и решены задачи выбора стратегий резервирования и оптимального числа копий и/или предыстории (дампов) основного массива. Рассмотрены задачи оптимального резервирования программ и массивов данных в системах обработки данных, работающих в реальном масштабе времени.

Важным направлением исследований является создание методов и моделей планирования и управления комплексами мероприятий по предупреждению и ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций (ЧС). Разработаны методология, аппарат и прикладные методы создания систем и средств организационного управления комплексами таких мероприятий для последствий ЧС, возникающих на объектовом и региональном уровнях. Формализовано понятие сценария развития ЧС и исследованы методы его использования для моделирования процессов развития ЧС и ликвидации их последствий, включая формирование базовых (наиболее вероятных) сценариев развития ЧС на объектовом и региональном уровне, а также выделения их очаговых структур. Использование разработанных методов и моделей, алгоритмов и программ позволяет повысить оперативность процессов моделирования возможных сценариев развития ЧС, сконцентрировать ресурсы на наиболее опасных направлениях, повысить качество превентивных и оперативных планов противодействия ЧС, что, в свою очередь, существенно снижает общие конечные потери и ущерб от их возникновения и развития.

На базе полученных результатов в лаборатории создано и успешно развивается новое научное направление, связанное с разработкой математических моделей и механизмов управления и функционирования сложных социально-экономических систем (СЭС) на основе сценарного подхода. Разработанный сценарный подход позволяет описывать процессы развития СЭС на различных уровнях детализации, учитывать динамику и дискретный характер изменений её элементов, формализовать ресурсные, технологические, логические и другие ограничения и решать на единой методологической основе широкий спектр задач стратегического управления. Сценарий является необходимым промежуточным звеном между этапами целеполагания и формирования конкретных планов работ, который целесообразно использовать в качестве основного инструмента для разработки моделей и методов выбора эффективных стратегических и оперативных решений по планированию и управлению функционированием СЭС.

Полученные результаты использованы в структурах федерального уровня, занимающихся планированием развития социально-экономических и систем специального назначения (Совет Безопасности, Министерство обороны, Академия Генштаба, Минсвязи, Фонд социального страхования).

Лаборатория имеет широкие международные научно-технические связи (Венгрия, Сербия, Черногория, Китай, Польша, Франция, Латвия, Казахстан, Украина и др.).

Лаборатория организует всесоюзные и международные конференции по методам синтеза модульных систем обработки данных, автоматизации проектирования систем управления, проблемам управления безопасностью сложных систем и проблемам регионального и муниципального управления. Проведено более 50 конференций, в том числе 16 Международных конференций по проблемам управления безопасностью сложных систем.

Сотрудниками лаборатории опубликовано более 1200 научных трудов, из них более 110 монографий и брошюр по научно-методологическим основам создания и внедрения автоматизированных информационно-управляющих систем, безопасности систем организационного управления, управления в условиях ЧС, развития и использования сценарного подхода. Основные монографии: «Методы анализа и синтеза модульных информационно-управляющих систем» («Физматлит»); «Теоретические основы проектирования оптимальных структур распределённых баз данных» («СИНТЕГ»); «Оптимизация структур данных в АСУ» («Наука»); «Оптимизация структур распределённых баз данных в АСУ» («Наука»); «Теоретические основы проектирования информационно-управляющих систем космических аппаратов» («Наука»); «Проектирование информационно-управляющих систем долговременных орбитальных станций» («Наука»); «Организационное управление» («РГГУ»); «Информационная безопасность систем организационного управления. Теоретические основы» («Наука»); «Достоверность и сохранность информации в АСУ» («СИНТЕГ»); «Управление риском: Риск. Устойчивое развитие. Синергетика» («Наука»); «Управление в чрезвычайных ситуациях» («РГГУ»); «Методы формирования сценариев развития социально-экономических систем» («СИНТЕГ»); «Исследование систем управления» («ПРИОР»); «Создание систем мониторинга реализации федеральных целевых программ» («СИНТЕГ»); «Управление и контроль реализации социально-экономических целевых программ» («ЛИБРОКОМ»); «Математические методы в управлении обязательным социальным страхованием» («ЛКИ»).

В лаборатории подготовлено более 110 кандидатов и докторов наук. В нынешнем составе лаб. № 20 — 27 сотрудников, среди них два доктора технических наук, один доктор и один кандидат физико-математических наук, четыре кандидата технических наук и два кандидата экономических наук.