ГЛАВА 27. КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАВИГАЦИОННОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СРНС

27.1. ЭФФЕКТИВНОСТЬ СЛОЖНЫХ СИСТЕМ

Сложная система представляет собой иерархическую (многоступенчатую) структуру, состоящую из многих взаимодействующих элементов, объединяемых в подсистемы различных уровней.

Основные отличительные признаки сложных систем следующие [40]: большое число взаимодействующих составных элементов, сложность функции, выполняемой системой ради достижения заданной цели, возможность разбиения системы на подсистемы различных иерархических уровней, централизованное (или иерархическое) управление, разветвленная информационная сеть и интенсивные потоки информации, взаимодействие с внешней средой и функционирование в условиях воздействия возмущающих факторов.

Отнесение того или другого объекта к категории сложных или простых весьма условно и определяется не только его построением, но и теми задачами, которые ставятся перед исследованием; эбъект целесообразно рассматривать как сложную систему, если

при его изучении существенное место отводится комплексным общесистемным вопросам.

Исследование общесистемных вопросов невозможно без углубления в конкретные особенности работы отдельных устройств. Однако с общесистемной точки зрения представляют наибольший интерес те свойства частей, которые определяют их взаимную зависимость или непосредственно влияют на свойства системы в целом.

При современных исследованиях эффективности выделяют три основных ее аспекта: потребительский (функциональный), технический и экономический.

При потребительском аспекте эффективность системы рассматривается как совокупность ее целевых свойств, отражающих степень соответствия системы своему назначению по характеру и полноте выполнения возложенных на нее задач. В результате исследования функциональной эффективности может быть выявлена целесообразность применения системы для решения определенного круга задач.

Технический аспект исследования эффективности связан с оценкой технико-эксплуатационных свойств системы, воплощающих качество ее функционирования в заданных интервале времени и диапазоне условий окружающей среды. С помощью исследования технико-эксплуатационной эффективности можно определить, на каком уровне качества система способна выполнить возложенные на нее задачи.

Экономический аспект исследования эффективности предполагает оценку потребительской стоимости, реализуемой в процессе функционирования системы. Он связан с исчислением прибыли, получаемой в результате применения системы, с оценкой рентабельности системы.

Таким образом, эффективность сложной системы есть обобщенная характеристика совокупности ее функциональных, технико-эксплуатационных и экономических свойств, отображающая полноту и качество выполнения поставленных перед системой задач в заданных условиях ее применения, а также затраты, связанные с реализацией системой возложенных на нее функций. Данное определение подходит для любой сложной технической системы, однако в каждом конкретном случае необходимо выбирать свои показатели эффективности, способные количественно отобразить те свойства, которые присущи именно рассматриваемой системе.

Совокупность возможных показателей качества обширна. Представление о показателях, применяемых для оценки эффективности сложных радиотехнических систем (РТС), дает классификационная схема на рис. 27.1. Расчет показателей эффективности для сложных систем представляет собой весьма непростую задачу, которая требует привлечения специальных

Рис. 27.1. Классификация показателей качества СРНС

математических методов и, как правило, решается с помощью быстродействующих ЭВМ.

Эффективность выступает в ранге некоторой синтетической оценки качества системы. Если отдельные показатели качества обозначить через то обобщенный показатель эффективности Э можно сконструировать в виде некоторой функции

Существует несколько методов построения функции (27.1). Все они представляют обобщенный показатель эффективности в виде совокупности отдельных показателей качества и различаются способом образования этой совокупности.

Метод главных компонентов основан на удержании только тех показателей, которые признаны главнейшими, и отбрасывании остальных. Метод задания весовых коэффициентов заключается в придании включаемым в совокупность компонентам различных весов. Метод ранжировки предполагает такое включение компонентов, при котором составляющие, имеющие более низкий ранг, оказываются уже неспособными подавить компоненты более высокого ранга. Заметим, что при построении функции Э некоторые показатели качества могут входить неявно.

Следует иметь в виду, что и выбор главных компонентов, и их взвешивание, и ранжировка пока что не имеют строгого обоснования, а представляются результатом того или иного произвольного выбора, в лучшем случае — результатом достаточно представительных экспертных оценок. Это, естественно, налагает на используемые обобщенные показатели эффективности субъективистский отпечаток.

Группа показателей, выбранных для оценки эффективности некоторой сложной РТС, позволяет, по существу, оценить также и

конкретные качественные характеристики этой системы: надежность, помехоустойчивость, живучесть и т. п. Все эти показатели могут определяться достаточно строго на основе анализа чувствительности обобщенного показателя эффективности к действию фактора, определяющего тот или иной показатель.

Например, эксплуатационную надежность системы можно оценивать по количественному изменению эффективности в условиях действия эксплуатационных факторов по сравнению с ее значением в идеальных (в смысле надежности) условиях и выражать в виде отношения

При таком анализе полагаются известными характеристики, описывающие интенсивность отказов элементов сложной системы: среднее число отказов за определенный интервал времени, закон распределения промежутков времени между последовательными отказами и т. д. Эти характеристики определяются экспериментально или другими методами оценки надежности простых систем.

Аналогично можно цвести показатели, характеризующие и другие свойства сложных систем.

Помехоустойчивость определяется по характеру снижения эффективности системы в условиях действия помех по сравнению с идеальным случаем работы в отсутствие помех

Живучесть системы определяется снижением эффективности в условиях воздействия физических факторов по сравнению с идеальным случаем отсутствия такого воздействия

Таким образом, обобщенный критерий эффективности представляется набором функционалов, являющихся показателями глобальности, помехозащищенности, живучести и т. п., вычисленными для заданных условий функционирования. С этой точки зрения система только тогда обладает требуемыми свойствами, когда, упомянутые показатели находятся в заданных пределах. В действительности условия функционирования сложной системы не остаются постоянными, они осложняются действием возмущений различной природы. Существенно знать, сохраняют ли при наличии возмущений показатели качества системы свои значения, а если нет, то каковы возможные их отклонения.

Под устойчивостью функционирования сложной системы понимается ее способность сохранять требуемые свойства в условиях воздействия возмущений. Чтобы придать понятию устойчивости 382

более точный смысл, необходимо конкретно выделить показатели, сохранения значения которых мы добиваемся, установить класс допустимых возмущений и способы их измерения, а также уточнить суть самого понятия сохранения требуемых свойств.