Владимир Живетин - Системные риски системной реальности

• Название: Системные риски системной реальности
• Автор: Владимир Живетин
• Жанр: Математика
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-98664-068-6, 978-5-903140-97-8

Обеспечение безопасности человечества путем управления системными рисками реализуется путем создания научнообоснованных методов и средств обеспечения человеческой деятельности на системном уровне, включающем: реальность, биосферу, социосферу, антропосферу (человечество). Реализация безопасности направлена на поддержание энергетической устойчивости окружающей среды человечества и жизни в целом, т. е. обеспечение безопасных условий функционирования системы, в которой реализуется человеческая деятельность.

---

Отметим, что под действием внешних факторов риска W, изменяющих энергетическо-информационные ресурсы у одинаковых объектов бытия (одного вида), происходят эквивалентные функционально-структурные преобразования этих объектов (например, путем создания новых программ), обеспечивающие реализацию принципа минимального риска их существования.

Принцип структурно-функционального единства динамических систем, реализующий принцип минимального риска, рассмотрим на примерах различных объектов. При этом рассмотрим на качественном уровне современные подходы к оценке структурно-функциональных возможностей при решении проблем риска и безопасности. В силу того, что природные системы имеют внутреннюю организацию с соответствующей структурой и также входят во внешнюю структуру (иерархию) природной системы – эти структуры имеют одинаковые процессы самоорганизации, основанные на принципе минимального риска. Только при таком взаимоотношении систем обеспечена реализация принципа минимального риска. Если под управлением мы понимаем такую функцию организованных систем различной природы, которая обеспечивает сохранение их структуры, поддержание деятельности, реализацию их программ, то следует выделить следующие системы:

1) управляющие – как правило, сюда относятся кибернетические системы;

2) самоуправляющие – сюда относятся кибернетические системы более высокого класса, чем управляющие, например социальной общности или административно-территориальной единицы;

3) самоприспосабливающиеся или адаптивные – системы, сохраняющие работоспособность при непредвиденных обстоятельствах при помощи смены алгоритма функционирования, например, за счет поиска оптимальных состояний (минимальных потерь);

4) самоорганизующиеся – таким свойством обладает человек. Но самоорганизация – это не все, чем владеет эгосфера, она способна к самоорганизации, образованию, поддержанию, т. е. саморегуляции, обеспечению устойчивости и к предотвращению распада структур.

Самоорганизующимся системам близки следующие названия:

– интегративная;

– синергена [13].

Однако и эти названия не отражают сути рассматриваемых систем. Наиболее близкие названия – самоорганизующиеся системы. Динамическую систему можно назвать самоорганизующейся (синергена), если иметь в виду содействие, сотрудничество, что характерно для таких динамических систем. К самоорганизующимся системам относятся: биосфера, социосфера, этносфера, эгосфера, стая птиц, животные и другие. Таким образом, синергена – это системы, структуры которых включают подсистемы, способные к содействию, сотрудничеству как с внутренними, так и с внешними объектами и системами. Если следовать Ч. Шеррингтону, то такие системы можно назвать интегративными (так он называл согласованное воздействие нервной системы (спинного мозга) при управлении мышечным движением).

В существующей литературе слово синергизм означает совместное и однородное функционирование органов (например, мышц) и систем. Например, нервная ткань представляет собой структуру из нейронов, которая осуществляет преобразование раздражений из внешней среды в воздействие на определенный орган. На более высоком уровне находится такая управляющая система, как человек, в которой происходит совместное функционирование органов и систем в целом. Динамическим системам свойственно функциональное развитие, которому сопутствуют различные уровни целеполагания. Например, для человека можно выделить следующие уровни целеполагания:

1) примитивный (уровень Homo), например, переместиться из точки А в точку В – как получится;

2) энергетический – перемещение из точки А в точку В с минимальными затратами энергии;

3) интеллектуальный – переместиться из точки А в точку В с минимальным риском и максимальным эффектом.

Идеальным решением проблемы создания динамической системы для достижения поставленной цели было бы получение явной системы критериев, выполнение которых гарантирует как структурную, так и функциональную устойчивость, наблюдаемость, управляемость, идентифицируемость [13]. Грубо говоря, сегодня мы лечим итог, но не исток в любой созданной нами динамической системе, как и в современной медицине. Мы везде одинаковы.

Безопасность динамической системы связана с решением следующих проблем.

Проблема 1. Дана цель, ее заданная величина Цз, требуется синтезировать динамическую систему, способную реализовать данную цель Цз.

Проблема 2. Дана динамическая система, созданная для реализации Цз. Требуется путем синтеза провести выбор таких параметров Cα управления динамической системы, при которых обеспечивается

– максимальная безопасность функционирования;

– минимальные отклонения фактического значения цели от заданного.

Для решения обеих проблем схема оценки безопасности динамической системы включает построение:

1) первичных показателей безопасности, позволяющих построить область допустимых состояний динамической системы Ωдоп, например, путем обеспечения отрицательных корней λ характеристического уравнения, т. е. из условия устойчивости [13];

2) вторичных показателей безопасности, позволяющих анализировать структурно-функциональные свойства и определять те их значения, например (E,J,m) = θ, при которых динамическая система покидает Ωдоп и остается в Ωкр с учетом случайных ошибок оценки и отклонения в процессе управления;

3) показателя безопасности – времени τ0 нахождения х в Ωкр, начиная с которого завершается процесс перехода динамической системы в состояние устойчивого хаоса, т. е. реализуется безвозвратная деградация.

В итоге мы констатируем многомерность показателей безопасного состояния:

1) из условий динамики: статические, динамические, хаотические;

2) в силу структурно-функциональных свойств: первичные и вторичные показатели.

Мы предлагаем анализировать функцию вида f (θ1, θ2, θ3, θ4), где θ1, θ2, θ3, θ4 – процессы на выходе подсистем: целеполагания (в том числе идентификации состояния объекта или цели); управления (целедостижения); созидания (целереализации); оценки состояния цели (функциональных подсистем), созданные соответствующими подсистемами. Соответственно, если θ1 = 0, то это есть деструктуризация системы, т. е. система структурно-неустойчива. Это еще не значит, что суммарная энергия системы E1 = 0, однако скорость изменения Ė1 < 0. Поэтому через некоторое время τ возникают невосполнимые потери Е1, когда динамическая система находится в области Ωкр.

1.6.2. Функциональные свойства динамических систем

В общем случае динамическая система, например эгосфера [24], характеризуется структурно-функциональными свойствами:

U1 = (Σ,Φ,m),           (1.1)

где Σ – структура; Ф – функциональные свойства подсистемы и система в целом; т – масса вещества.

Динамическая система, приведенная в виде (1.1), это не функционирующая система. Она создана, готова к функционированию, но не функционирует. Примером такой системы может быть ракета без топлива, но с определенной массой m.

Как только система получила энергию E, она способна перемещаться в пространстве. При этом имеем

U2 = (Σ,Φ,E,m)

– автомат без управления, без информации J.

Если динамическая система способна формировать управление для достижения цели и осуществлять компенсацию отклонений от цели, то

U = (Σ,Φ,E, J,m).           (1.2)

Дадим новое (обобщенное)

Определение 1. Всякую систему со структурой Σ, включающей подсистемы с функциональными свойствами Ф, имеющими необходимую энергию и информацию из области допустимых значений для реализации заданной цели, будем называть функционирующей динамической системой и обозначать U.

Определение 2. Ресурсный потенциал иерархии θ (и его отдельные компоненты) находится в области допустимых значений Ωдоп(θ), если иерархия как динамическая система способна реализовать глобальную цель.

Для того чтобы система функционировала, к (1.2) необходимо добавить

С учетом последнего требования мы утверждаем, что всякая динамическая система имеет область безопасных и опасных (критических) состояний, находясь в которых, она способна или неспособна соответственно реализовывать заданную цель.