Современные предприятия и компании по проектированию автоматизированных систем различных классов отмечают важность обеспечения качества информации, поступающей и циркулирующей в системах. В аналитическом обзоре [11] по моделям качества данных и информации показано, что 60 % опрошенных фирм (500 средних зарубежных компаний с годовым объемом продаж более 20 млн у.е.) испытывают проблемы с качеством данных. Одним из комплексных показателей качества информации является достоверность. Средой обеспечения достоверности информации и объектом исследования является информационно-телекоммуникационная система (ИТКС) – совокупность информационных ресурсов, средств вычислительной техники, телекоммуникаций, программного обеспечения и персонала, рассматриваемая как единое целое и предназначенная для того, чтобы обеспечивать потребителей (пользователей) надлежащим информационным обслуживанием.
Выделим принципиальные особенности (свойства) ИТКС как среды, на базе которой формируется процесс обеспечения достоверности информации:
1. «Человеческий фактор». Исходя из современных концепций построения информационных систем, ИТКС следует рассматривать как социо-техническую систему – совокупность информационно-телекоммуникационной (технической) и социальной инфраструктур (подсистем) [8]. За счет этого расширяется базовая концепция построения ИТКС: в систему в качестве элементов структуры добавляются пользователи, а также их (пользователей) информационные связи. Основой устойчивого (эффективного) функционирования ИТКС становится не только (и не столько) высокая производительность системы, живучесть структуры, надежность и защищенность ее аппаратно-программных средств и обслуживающего персонала, но и качество передаваемой и получаемой пользователями информации, в первую очередь ее достоверность. Процессы взаимодействия пользователей, вызванные недостоверной информацией, могут приводить к дисфункциональному поведению всей ИТКС [2]. Управляемость социальной среды, профессиональные навыки и квалификация пользователей, а также общее понимание решаемых задач становятся важнейшими составляющими ИТКС, оказывающими существенное влияние на информационные процессы в системе, что предопределяет и подход к обеспечению достоверности обрабатываемой в системе информации.
2. «Конфликтная среда». Отношения между пользователями могут иметь характер противодействия (конфликта) [8]. Функционирование в конфликтной среде означает, что в ИТКС присутствуют два динамических процесса противоборства:
– Процесс целенаправленного снижения достоверности информации для перевода ИТКС в функционально неустойчивое состояние. Основной причиной его возникновения являются интересы нарушителей – злоумышленников, заключающиеся в том, чтобы исказить, подменить, сделать недоступными информационные ресурсы для «легальных» пользователей. Способ реализации – информационные атаки. Возможности их удачного осуществления основаны на уязвимостях технической и социальной подсистем.
– Процесс повышения достоверности информации, заключающийся в выборе «надежных» источников, в противодействии атакам злоумышленников, восстановлении пораженных информационных ресурсов, обеспечении надежного функционирования и живучести технической и социальной подсистем.
3. «Крупномасштабность». ИТКС могут быть крупномасштабными («большими») системами [4], охватывающими значительные территории, миллионы пользователей, и интегрироваться в мировую систему информационного взаимодействия. ИТКС могут быть взаимно проникающими. Процессы в ИТКС, реализованные, как правило, на основе распределенных приложений, могут проходить с различными скоростями и влиять друг на друга. Кроме того, информационные ресурсы в процессе функционирования ИТКС могут добавляться и исчезать. Все это приводит к наличию значительного количества неустраняемых (или вообще плохо локализуемых) уязвимостей и обилию векторов атак [12]. Таким образом, обеспечение достоверности информационных ресурсов выполняется в сложно контролируемой среде и требует применения адаптивных средств управления.
4. «Многосвязность». ИТКС, как правило, многосвязные: их различные элементы соединены между собой (пользователи – информационно, аппаратно-программные средства – физически) и могут иметь как прямые, так и обратные связи. Структура и топология ИТКС переменны, могут быть как управляемыми, так и неуправляемыми. Характер информационных связей в ряде социально ориентированных ИТКС [1, 7] сильно зависит от психофизиологического, интеллектуального и др. состояний пользователей. Общая структурная надежность системы и ее компонентов совсем не означает устойчивости ИТКС, наоборот, в случае распространения дезинформации могут поменяться цели системы, и новые информационные процессы будут рассматриваться как «дисфункциональность», неустойчивость системы.
5. «Самоорганизация». ИТКС могут быть самоорганизуемыми, т.е. склонными к самостоятельному автономному (не управляемому извне) появлению и поведению. Это означает, что у ИТКС появляется способность, с одной стороны, стать «разносчиком дезинформации», с другой – вырабатывать меры к самосохранению и противодействию внешним воздействиям [5]. Кластеры узлов ИТКС с нарушенным целеполаганием, частично или полностью потерявшие санкционированное управление в результате атакующего воздействия и захватившие ресурсы, могут оказывать существенное влияние на обеспечение достоверности информации в конкретной ИТКС.
Резюмируя выделенные свойства среды, отметим следующие особенности управления процессом обеспечения достоверности информации в ИТКС:
– процесс обеспечения достоверности информации является плохо формализуемым объектом управления вследствие того, что находится в условиях существенной неопределённости, источником которой служат техническая и социальная составляющие ИТКС. Неопределенность связана с крупномасштабностью и слабой структурированностью ИТКС, с высокой сложностью происходящих в системе информационных процессов, их недостаточной изученностью, неточностью. Здесь же отметим частую невозможность количественного измерения значения входных и выходных параметров подсистем, высоким их взаимным влиянием, приводящим к синергетическому эффекту [3] и возникновение свойств эмерджентности [10]. Это приводит к сложностям (а иногда и невозможности) построения формальных (аналитических) моделей частных процедур управления процессом обеспечения достоверности информации, учитывающего специфику ИТКС;
– наличие «человеческого фактора» приводит к тому, что многие характеристики достоверности информационных ресурсов перестают быть строго определенными: связи между социальной и технической подсистемами описываются нечетко, остается открытым вопрос о количестве и составе входных данных, поскольку неизвестно, что может повлиять на поведение пользователя как элемента системы и т.д. Трудно предсказуем эффект влияния управляющих воздействий на человека. Поскольку цель системы формулируется ЛПР или определяется системой более высокого уровня качественно (т.е. нечетко), это приводит к размытости, появлению «диапазона допустимости» при достижении цели в управлении процессом обеспечения достоверности информации;
– если для снятия «неопределённости» при исследовании технической подсистемы применимы классические методы статистики, то для социальной подсистемы они не пригодны, поскольку неопределенность в данном случае носит субъективный характер. В отличие от объективной вероятности, которая отражает относительную частоту появления какого-либо события в общем объеме наблюдений, под субъективной вероятностью понимается мера уверенности некоторого человека или группы людей (экспертов) в том, что данное событие в действительности будет иметь место.
Таким образом, управление процессом обеспечения достоверности информации в ИТКС следует рассматривать как сложный интеллектуальный процесс разрешения проблем, который не может сводиться исключительно к рациональному выбору. Для поддержки этого процесса представляется целесообразным использовать когнитивный подход к моделированию и управлению, поскольку он направлен на разработку формальных моделей и методов, поддерживающих интеллектуальный процесс решения задач управления благодаря учету в этих моделях и методах когнитивных возможностей человека [6].
Согласно модели качества информационной системы (Rodriguez & Casanovas, 2010), приведенной в [13], можно выделить основные классы элементов в системе, влияющие на достоверность информационных ресурсов. Объединив эти классы элементов с классом информационных источников и определив критерии, по которым можно получить количественную или качественную (в понятиях нечеткой логики) оценку взаимодействия элементов и силы влияния друг на друга, получим следующую когнитивную карту (рис. 1, а).
Рис. 1. а – схема взаимного влияния классов элементов в управленческой деятельности предприятием и ИТКС; б – фрагмент когнитивной карты на базе схемы
На рис. 1 Uj, 
Uj ∈ [–1,1] – это возмущающие воздействия на элементы системы со стороны внешней среды либо специальные меры, направленные на изменение ситуации в работе системы; ri, 
ri ∈ [–1,1] – это весовые коэффициенты, отражающие силу влияния одного параметра на другой, в которых знак минус указывает на обратно пропорциональную силу влияния; IS, IR, MS – критерии, описанные на рис. 1, б и задающиеся в долях процентов от 0 по 1. Начальные оценки критериев можно получить, имея: дерево с экспертными оценками уверенности в источниках информации, используемых на предприятии; дерево оценки уверенности в сохранности/неподверженности угрозам источников информации; оценки стандартизации бизнес-процессов; вероятностные оценки влияния/активности внешней среды через Uj. Анализ сценариев развития ситуации на предприятии может быть выполнен с применением импульсного моделирования [6].
Другой подход основан на системной динамике, в частности, как показано в [9]. Для оценки рисков недостоверности источника информации возможно применить модификацию модели Вольтерра с учетом ограниченности ресурсов роста и самоограничения максимального значения. При этом покажем работу на примере фрагмента когнитивной карты (рис. 1, б). В ходе экспериментов была определена одна из форм системы дифференциальных уравнений:
Члены с коэффициентами r3, r5, r9, r10, r11 отвечают за самоограничение значений IR, IS, MS. Вторые члены уравнений регулируют скорость роста значений IR, IS, MS. r9 ∈ [0, 1], r10 ∈ [0, 1], r11 ∈ [0, 1] – коэффициенты в членах уравнений, отвечающих за срабатывание системного ферхюльстовского фактора. Начальные условия задаются, исходя из ситуации на предприятии. Представленная система была реализована в среде AnyLogic.
Рис. 2. Фрагмент эксперимента, отражающий варьирование параметров системы и реакции на изменения, по оси абсцисс – модельное время, по оси ординат – IR, IS, MS
На рис. 2 представлен фрагмент эксперимента, в котором отражается варьирование параметров системы уравнений и реакции прогнозируемых значений критериев на вносимые изменения. Стоит отметить, что формализация и структурно-параметрический синтез системы уравнений, которые отражали бы реальные процессы в ИТКС, достаточно трудоемкая задача. Решение путем перебора вариантов структур и параметров модели не гарантирует получения адекватной модели. В результате, как показано на рис. 2, структура и параметры модели закладываются подмножествами вариантов (многовариантная модель). Настройка данной системы под особенности конкретного предприятия позволит получить инструмент для прогноза развития ситуации и оценки рисков снижения достоверности информации в ИТКС. Кроме того, предложенная модель может стать частью автоматизированной системы мониторинга и управления процессами обеспечения достоверности информации в ИТКС конкретных предприятий.
Научная публикация подготовлена в рамках государственного задания ВлГУ № 2014/13 на выполнение государственных работ в сфере научной деятельности.
Рецензенты:
Александров Д.В., д.т.н., профессор кафедры ИБМ-7, МГТУ им. Н.Э. Баумана, г. Москва;
Бутковский О.Я., д.ф.-м.н., профессор кафедры МиИ, Владимирский филиал финансового университета, г. Владимир.
Работа поступила в редакцию 08.09.2014.