Авторы
Аннотация
Статья исследует состояние и развитие ситуационного управления. Описаны причины применения этого управления и тенденции его развития. Оказаны отличия ситуационного управления от обычного планового управления. Они включают необходимость учета жизненного цикла ситуации, динамики отношения ситуации и объекта управления, необходимость применения ситуационного моделирования. Описаны особенность применения ситуационного управления для управления поведением объектов в нештатных ситуациях. Отмечено наличие возможного семантического разрыва при таком управлении. Отмечена необходимость использования параметра ситуационная информированность. Ситуационное управление допускает возможность отклонения от плановой траектории, но содержит внутренние механизмы для коррекции такой траектории. Отмечены недостатки этого управления. Описаны принципы ситуационного управления. Описана информационная ситуация как основа ситуационного управления.
Ключевые слова
ситуационное управление, нештатные ситуации, плановая траектория, целевая траектория, жизненный цикл ситуации, ситуационное моделирование, ситуационная информированность.
Рекомендуемая ссылка
Цветков Виктор Яковлевич. Ситуационное управление // Современные технологии управления. ISSN 2226-9339. — №2 (102). Номер статьи: 10204. Дата публикации: 06.05.2023. Режим доступа: https://sovman.ru/en/article/10204/
DOI 10.24412/2226-9339-2023-2102-4
Authors
Abstract
The article explores the state and development of situational management. The reasons for the application of this control and the trends in its development are described. Differences between situational management and conventional planned management are shown. They include the need to take into account the life cycle of the situation, the dynamics of the relationship between the situation and the control object, the need to apply situational modeling. A feature of using situational control to control the behavior of objects in emergency situations is described. The presence of a possible semantic gap with such control is noted. The need to use the situational awareness parameter is noted. Situational control allows for the possibility of deviation from the planned trajectory, but contains internal mechanisms for correcting such a trajectory. The shortcomings of this control are noted. The principles of situational management are described. The information situation is described as the basis of situational management.
Keywords
situational management, emergency situations, planned trajectory, target trajectory, situation life cycle, situational modeling, situational awareness.
Suggested citation
Tsvetkov Viktor Yakovlevich. Situational management // Modern Management Technology. ISSN 2226-9339. — №2 (102). Art. # 10204. Date issued: 06.05.2023. Available at: https://sovman.ru/en/article/10204/
Введение
Рост сложности объектов управления и условий управления мотивирует разработку и совершенствование методов управления в меняющихся реальностях. В условиях интенсификации информационного обмена и внешнего воздействия необходимы новые подходы анализа и моделирования управления. Традиционное управление основывалось на использовании принципа упрощения. Чем меньше параметров, тем легче управлять. Исходя из этого строили технологии управления по принципу минимизации параметров. В современном управлении возрастет роль влияния среды на объект управления. С этим можно согласится условно. Формально среда действительно влияет на объект управления и часто непредсказуемо. Но детальный анализ показывает, что влияет не вся среда, а только ее часть, которую можно определить как информационную ситуацию. Учет влияния ситуации на объект управления, его состояние и динамику состояния приводит к необходимости введения понятия ситуационное управление [1]. Термин «ситуационное управление» используется в разных пониманиях, например, в межличностном влиянии и управлении властью, обработке аномальных сигналов, обработки нештатных ситуаций, в системах управления, а также в управлении сложными динамическими операциями и системами. В данной работе исследуем его в аспекте управления социальными, техническими и геотехническими объектами
Особенности ситуационного управления
Традиционно ситуационное управление использовалось как альтернатива плановому управлению. В теоретическом плане оно относится к управлению при непредвиденных обстоятельствах. Из-за его сложности чаще всего оно применялось для управления в нештатных ситуациях (abnormal situation management, ASM) [2, 3]. Поэтому такое управление было распространено в системах технологической безопасности на промышленных объектах. Это сближало такое управление с экологией, охраной природы и геотехническими системами. С управлением в нештатных ситуациях тесно связана технология обнаружения и диагностики технологических сбоев (fault detection and diagnosis, FDD) [4]. Она является обязательным инструментом поддержки ASM. Это подчеркивает, что ситуационное управление использует вспомогательные технологии поддержки. Подходы к ситуационному управлению нештатными ситуациями тесно связаны с конкурентными факторами принятия решений, такими как капитальные вложения, технологические риски, внутренний рынок и его инфраструктура, политическая среда, стратегии компаний.
В настоящее время мотивацией применения ситуационного управления является появление интеллектуальных объектов управления [5] и усложнение взаимодействия объектов управления и внешней среды. Проблема больших данных [6] также мотивирует ситуационное управление. Ситуационное управление исключает рассмотрение при формировании управленческих решений всех параметров среды, а оставляет только ключевые параметры ситуации.
Ситуационное управление является явным усложнением подхода к управлению. Оно требует рассматривать не один объект управления, а объект управления, ситуацию в которой находится объект управления, взаимодействие ситуации и объекта управления, анализ взаимодействия и прогнозы. Дополнительно в ситуационном управлении возникают интерпретационные задачи. Обычное управление включает сбор информации как нечто совершившееся. Оно использует информацию в однозначной трактовке, не допускающей варианты. В сложных условиях собранная информация многозначна, поэтому необходима интерпретация собранной информации, что приводит к ряду интерпретационных задач и альтернативных интерпретаций, среди которых надо выбрать рациональную.
Ситуационное управление можно определить как систему концепций, моделей и правил для интерпретации, анализа и прогнозирования развития состояния объекта управления. Такие ситуации существуют в динамических системах в течение заранее определенного операционного времени.
Особое внимание в ситуационном управлении уделяют ситуационному моделированию [7]. Ситуационное моделирование можно определить как систему принципов построения и использования моделей ситуаций для интерпретации, анализа и прогнозирования развития ситуаций. В связи с этим определением ситуационное моделирование является поддержкой ситуационного управления. Ситуационное моделирование [7] имеет ряд специфических компонент таких как: ситуационная калькуляция, ситуационная семантика, ситуационная информированность и другие. Для управления ситуациями применяют мультиагентные системы, коррелятивный анализ, метаэвристику и прочее.
Объективно, ситуационное управление более трудно для человеческого интеллекта из-за большего количества факторов и большого числа динамических связей. Поэтому его развитие опирается на математические методы обработки информации, а в последнее время на методы искусственного интеллекта. Например, в [8] описана компьютерная платформа для управления ситуациями. Она включает разработку приложений, учитывающих ситуацию, предлагает методы систематизации типа ситуации. Она предлагает инструментарий для управления жизненным циклом ситуации.
Следует отметить параметр жизненный цикл ситуации. Он часто более короткий чем жизненный цикл объекта. Но принципиально жизненный цикл ситуации может превосходить жизненный цикл объекта. Поэтому разброс этого параметра является специфической особенностью управления и его необходимо учитывать в ситуационном управлении. Как вариант предлагается [8] применять систему правил для управление жизненным циклом ситуаций в альтернативу алгоритмическому подходу. Система правил является более гибкой и адаптивной по сравнению с жесткими алгоритмами.
Ситуационное управление содержит обязательную реакцию системы управления на действия внешней среды. В отличие от планового стационарного управления, ситуационное управление допускает возможность отклонения от первоначального плана или плановой траектории, но принимает действия для возвращения к плановой траектории или к иной траектории действий для достижения цели. Поэтому важным технологическим методом этого управления является способность преодолевать семантический разрыв между событиями, происходящими в ситуации, и целевой плановой траекторией. Преодоление семантического разрыва осуществляется с применением человеческого и искусственного интеллекта. В обеих случаях необходимо использовать параметр, называемой ситуационной информированностью. Это дополнительный параметр, который в обычном управлении не используют, хотя могут принимать во внимание.
Ситуационную информированность можно определить как понимание значений состояний объектов и элементов ситуации во времени и пространстве и их прогноз на ближайшее будущее. При ситуационной информированности с помощью человеческого интеллекта применяют три уровня восприятия: рецепции [9], перцепции и апперцепции [10].
В настоящее время происходит интеллектуализация управления. Появляются умные дома, умные города, умные фабрики. Это приводит к необходимости введения интеллектуального ситуационного управления. Обеспечение системы управления ситуационной информированностью является обязательной функцией управления умных фабрик и городов. Понятие ситуационной информированности приводит к необходимости обеспечения и применения знаний в интеллектуальном ситуационном управлении. При работе с пространственными ситуациями возникает потребность в геознании [11].
Ситуационное управление означает не только раннее предупреждение о нештатных ситуациях, но и своевременную диагностику их причинного происхождения и оказание помощи операторам в принятии решений для принятия мер по нормализации процесса. Такая диагностика возможна только при хорошо развитых системах интерпретации.
Существуют разновидности ситуационного управления. Например, применяют ситуационное информационное управление (СИУ), которое необходимо различать от простого применения информационных технологий для управления [12] или информационных технологий управления (ИТУ). ИТУ являются инструментом поддержки принятия решений в рамках обычного организационного управления. СИУ реализуется на иной основе. Оно требует применения моделей информационного пространства и информационного поля [13]. Информационное поле есть интегральная модель, включающая объекты и ситуации, а также отношения между ними.
ИТУ используют в основном технологические решения. СИУ использует логические, алгоритмические, когнитивные и интеллектуальные методы для решения задач управления. ИТУ базируются на информационных моделях как элементах системы управления. СИУ использует дополнительно как элементы информационные единицы. Это создает более детальную, более сопоставимую и более согласованную схему управления.
Существует ситуационное пространственное управление (СПУ), которое основано на использование пространственной информации и геоданных. Его следует различать от применения пространственного управления. СПУ использует модель пространственной ситуации, в то время как в пространственном управлении ситуации не применяют, а применяют только пространственную информацию и пространственные модели.
Информационная ситуация как основа ситуационного управления
В ситуационном управлении вместо абстрактной информации используют модели и ситуационные модели. Чаще всего это модели информационной ситуации [14]. Свойствами модели информационной ситуации являются: воспринимаемость, функциональность, ситуационную определенность, достоверность, актуальность, надежность.
Модель информационной ситуации есть системная совокупность информационно определенных параметров, описывающих объекты в ситуации, отношения между ними и взаимодействия между объектами и ситуациями. Можно, задавать одни параметры модели ситуации, что влечет изменение других. Важной характеристикой информационной ситуации является наличие отношений и связей между ее частями. Связи в информационной ситуации динамические. Поэтому информационная ситуация в отличии от модели объекта имеет плавающие границы.
С понятием информационной ситуации связано понятие ядра ситуации ил объекта управления, который окружает информационная ситуация. В ситуации может находится несколько объектов, но объект управления является наиболее важным. Именно вокруг него строится ситуация, отчего его называют ядром ситуации.
Информационная ситуация имеет второстепенные и ключевые характеристики. Следует отметить ключевые характеристики. Первая характеристика описывает состояние объекта в ситуации. Вторая ключевая характеристика описывает состояние всей ситуации с объектами, которые в ней находятся. Вторая ключевая характеристика включает описание жизненного цикла ситуации. Третья ключевая характеристика описывает взаимодействие ситуации с другими ситуациями. Четвертая характеристика описывает информационные единицы, которые применяют для построения модели ситуации. В соответствии с ключевыми характеристиками организуется ситуационной управление.
Информационная ситуация (ИС) имеет формальные параметры. Поэтому заменяя их на фактические получают многоаспектность описания ситуации. На одну и ту же ситуацию может быть построено несколько моделей. Информационная ситуация охватывает некую область информационного пространства или информационного поля. Можно ввести термин «область охвата» информационной ситуации. Это область ее описания. Построение ИС начинается с предварительного построения области охвата. Для модели ситуации выявляют набор существенных отношений и связей, которые будут описывать модели объектов внутри ситуации
Информационная ситуация в управлении должна обладать функциональностью. Это означает ее направленность на решение определенных задач управления и принятие решений. Сложность управления характеризуется топологической моделью или графом управления. Граф управления может быть описан в рамках системного подхода как система или кортеж. В ситуационном управлении разделяют два типа ситуаций. Первая ситуация есть управленческая ситуация. Она описывает систему управления и связанные с ней характеристики. Вторая ситуация называется управляемой ситуацией. Она описывает объект управления, связанные с ним объекты и ситуацию управления как окружение объекта, которое влияет на его состояние. Это дает ввести понятие системная модель управляемой ситуации. Такая системная модель (SYSCS) описывается на основе системного описания:
SYSCS=<CIS, KIS, OIS, EIS, InRIS, ExRIS, IUO, IUS> (1)
Выражение (1) содержит следующие ключевые характеристики. CIS – управляемая информационная ситуация, KIS – ядро информационной ситуации или объект управления, OIS объекты в данной информационной ситуации, исключая объект управления, EIS – внешние информационные ситуации окружающие управляемую информационную ситуацию, InRIS – внутренние отношения в информационной ситуации, ExRIS – внешние отношения информационной ситуации CIS с EIS, IUO информационные единицы объектов в управляемой ситуации (алфавит объектов), IUS информационные единицы ситуаций (средства описания ситуаций). EIS может быть семантическим, информационным или когнитивным окружением.
Принципы ситуационного управления
Ситуационное управление использует общие принципы, которые можно сгруппировать по трем группам:
- Выбор формальной теории оправления
- Логическое основание управления
- Схема управления
Методы и технологии принятия решений.
Эти группы обеспечивают рациональное сочетание управляющих воздействий и состояний объекта управления. Эти группы обеспечивают комплементарность основных и вспомогательных процессов. Ситуационное управление применяет частные принципы.
Принцип специализации объектов управления. Он основан на классификации и систематизации объектов управления. Этот принцип позволяет связывать типы объектов и ситуаций, в которых они находятся, с типами управления. Тип управления в этом принципе является аргументом.
Принцип специализации управляемых ситуаций. Специализация связывает ситуации и их состояния с технологическими приемами управления и принимаемыми решениями. Управленческие решения в этом принципы являются аргументом.
Принцип специализации технологий ситуационного управления. Специализация основана на структуризации и причинно-следственной связи. Она группирует технологии управления по ситуациям и состояниям объектов управления. Типы ситуаций в этом принципы являются аргументом.
В зависимости от того какой информацией располагает ЛПР и что является аргументом, используют тот или иной принцип.
Принцип комплементарности. Этот принцип требует согласования информационных и управленческих потоков в системе управления. Он требует повышенного внимания к звеньям управления, которые играют важную роль при балансировке нагрузки с другими звеньями. Несоблюдение этого принципа приводит к появлению диссипации в информационных потоках,
Принцип параллелизма. Этот принцип требует при возможности для ускорения процесса работы разбиение информационного потока на параллельные потоки. Этот принцип использует структурное и системное моделирование.
Принцип цикличности. Он имеет две формы реализации. Первая форма состоит в разбиении управленческого процесса на фазы или циклы и последовательное согласованное выполнение циклов. Его можно назвать принципом консеквентности. Вторая форма заключается в повторении действий типовых процессов до получения нужного результата. Его можно назвать принципом повторяемости.
Принцип инкрементности. Он использует принцип повторяемости, но отличается тем, что в каждом цикле вырабатывается ресурс, который используется в следующем цикле. Таким образом при таком принципе достигается результат управления и дополнительно накапливается некий ресурс управления. Однако применение этого принципа возможно не всегда.
Отличительной особенностью ситуационного управления является гибкость и адаптивность. Оно допускает выполнение поставленного плана и его изменение в зависимости от изменения внешней ситуации. Для реализации этой возможности в ситуационном управлении применяют сетевые и сетецентрические структуры управления. Иерархические структуры являются жесткими и не обладают гибкой адаптацией.
Примером адаптивной ситуационной системы являются транспортные потоки в мегаполисе. В процессе движения и возникновения узких мест потоки перераспределяются по магистралям с меньшей интенсивностью движения.
Заключение
Ситуационное управление включает не только управление объектом и его жизненным циклом, но и управление жизненным циклом ситуации. Ситуационное управление включает ситуационное моделирование как инструмент поддержки. Отличием от планового управления в ситуационном управлении является возможность отклонения состояния управляемого объекта от плановой траектории. Но ситуационное управление включает механизмы возвращений к траектории для достижения цели. Другими словами, в ситуационное управление включены внутренние ресурсы корректировки плана и состояния объекта управления. Это можно считать достоинством и недостатком. Недостаток этого фактора в том, что ситуационное управление требует больших ресурсов, чем одно траекторное плановое управление. К недостаткам ситуационного управления относится его сложность, которая во многих случаях исключает участие человека в управлении. Поэтому эффективная реализация такого управления возможна с применением автоматизированных, много агентных и интеллектуальных систем. В отличие от обычного управление при ситуационном управлении необходимо учитывать два жизненных цикла: жизненный цикл объекта управления и жизненный цикл ситуации, в которой находится объект управления. При коротких жизненных циклах ситуации их можно не принимать во внимание. При длительных циклах, необходимо учитывать их влияние на состояние объекта управления в текущем периоде и будущем. Для современного экологического управления и обеспечение устойчивого развития общества [15] применение ситуационного управления является обязательным.
Читайте также
Библиографический список
- Jakobson G., Buford J., Lewis L. Situation management: Basic concepts and approaches //Information Fusion and Geographic Information Systems: Proceedings of the Third International Workshop. – Springer Berlin Heidelberg, 2007. – С. 18-33/
- Shu Y. et al. Abnormal situation management: Challenges and opportunities in the big data era //Computers & Chemical Engineering. – 2016. – Т. 91. – С. 104-113
- Lee J., Cameron I., Hassall M. Improving process safety: What roles for Digitalization and Industry 4.0? //Process safety and environmental protection. – 2019. – Т. 132. – С. 325-339.
- Saufi S. R. et al. Challenges and opportunities of deep learning models for machinery fault detection and diagnosis: A review //Ieee Access. – 2019. – Т. 7. – С. 122644-122662.
- Safiullin R. et al. Methodical approaches for creation of intelligent management information systems by means of energy resources of technical facilities //E3S Web of Conferences. – EDP Sciences, 2019. – Т. 140. – С. 10008.
- Лёвин Б.А., Цветков В.Я. Информационные процессы в пространстве «больших данных» // Мир транспорта. 2017. – Т.15, №6(73). – с.20-30.
- Jakobson G., Buford J., Lewis L. Situation management: Basic concepts and approaches //Information Fusion and Geographic Information Systems: Proceedings of the Third International Workshop. – Springer Berlin Heidelberg, 2007. – С. 18-33
- Pereira I. S. A., Costa P. D., Almeida J. P. A. A rule-based platform for situation management //2013 IEEE International Multi-Disciplinary Conference on Cognitive Methods in Situation Awareness and Decision Support (CogSIMA). – IEEE, 2013. – С. 83-90
- Цветков В.Я. Рецепция информации // Образовательные ресурсы и технологии. – 2016. – 1 (13). – с.121-129
- Джророва С.М. Рецепция, перцепция и апперцепция при интерактивной обработке в геоинформационных системах // Славянский форум. 2022, 4(38). С.25-33.
- Tsvetkov V. Ya. Geoknowledge // European Journal of Technology and Design. – 2016, 3(13), pp. 122-132.
- Саак А. Э., Пахомов Е. В., Тюшняков В. Н. Информационные технологии управления: Учебник для вузов. – СПб.: Издательский дом Питер, 2021. -320с.
- Раев В.К. Информационное пространство и информационное поле // Славянский форум. 2021, 4(34). С.87-96
- Ожерельева Т.А. Информационная ситуация как инструмент управления // Славянский форум, 2016. -4(14). – с.176-181.
- Ознамец В. В. Проблемы устойчивого развития территорий // Государственный советник. – 2018. – №2. – с.11-19.
References
- Jakobson G., Buford J., Lewis L. Situation management: Basic concepts and approaches //Information Fusion and Geographic Information Systems: Proceedings of the Third International Workshop. – Springer Berlin Heidelberg, 2007. – С. 18-33/
- Shu Y. et al. Abnormal situation management: Challenges and opportunities in the big data era //Computers & Chemical Engineering. – 2016. – Т. 91. – С. 104-113
- Lee J., Cameron I., Hassall M. Improving process safety: What roles for Digitalization and Industry 4.0? //Process safety and environmental protection. – 2019. – Т. 132. – С. 325-339.
- Saufi S. R. et al. Challenges and opportunities of deep learning models for machinery fault detection and diagnosis: A review //Ieee Access. – 2019. – Т. 7. – С. 122644-122662.
- Safiullin R. et al. Methodical approaches for creation of intelligent management information systems by means of energy resources of technical facilities //E3S Web of Conferences. – EDP Sciences, 2019. – Т. 140. – С. 10008.
- Levin B.A., Tsvetkov V.Ya. Information processes in the space of “big data” [Informatsionnyye protsessy v prostranstve «bol’shikh dannykh»]// World of transport. 2017. – V.15, No. 6 (73). – p.20-30.
- Jakobson G., Buford J., Lewis L. Situation management: Basic concepts and approaches [Situation management: Basic concepts and approaches]//Information Fusion and Geographic Information Systems: Proceedings of the Third International Workshop. – Springer Berlin Heidelberg, 2007. – P. 18-33
- Pereira I. S. A., Costa P. D., Almeida J. P. A. A rule-based platform for situation management [A rule-based platform for situation management]// 2013 IEEE International Multi-Disciplinary Conference on Cognitive Methods in Situation Awareness and Decision Support (CogSIMA). – IEEE, 2013. – P. 83-90
- Tsvetkov V.Ya. Information reception [Retseptsiya informatsii]// Educational resources and technologies. – 2016. – 1 (13). – p.121-129
- Dzhrorova S.M. Reception, perception and apperception during interactive processing in geoinformation systems [Retseptsiya, pertseptsiya i appertseptsiya pri interaktivnoy obrabotke v geoinformatsionnykh sistemakh]// Slavic forum. 2022, 4(38). S.25-33.
- Tsvetkov V. Ya. Geoknowledge [Geoknowledge]// European Journal of Technology and Design. – 2016, 3(13), pp. 122-132.
- Saak A. E., Pakhomov E. V., Tyushnyakov V. N. Information management technologies [Informatsionnyye tekhnologii upravleniya]: Textbook for universities. – St. Petersburg: Publishing House Peter, 2021. -320p.
- Raev V.K. Information space and information field [Informatsionnoye prostranstvo i informatsionnoye pole]// Slavic Forum. 2021, 4(34). pp.87-96
- Ozherel’eva T.A. Information situation as a management tool [Informatsionnaya situatsiya kak instrument upravleniya]// Slavic Forum, 2016. -4(14). – pp.176-181.
- Oznamets VV Problems of sustainable development of territories [Problemy ustoychivogo razvitiya territoriy]// State Counsellor. – 2018. – No. 2. – pp.11-19.
