К.т.н. Боровский А.С., Егурнова Е.Н

Оренбургский государственный аграрный университет, Россия

Использование многоагентного подхода к проектированию систем физической защиты объектов

Введение

Развитие индустрии безопасности в сочетании с быстрым ростом технических средств её обеспечения привело к появлению большого количества средств, повышающих степень защищенности объекта. К таким средствам относятся: системы охранной сигнализации, системы видеонаблюдения, системы контроля доступа. Зачастую данные подсистемы разрабатываются различными производителями и не являются в полной мере совместимыми друг с другом. Например, событие, зарегистрированное в одной системе, может оказаться незарегистрированным в другой.

Описанная выше проблема привела к осознанию актуальности создания интегрированных систем, которые позволяют решать сложные задачи, обеспечивая более высокий уровень безопасности. Разработка подобных интегрированных систем физической защиты (СФЗ) предполагает решение ряда теоретических и прикладных проблем.

В данной статье система физической защиты рассматривается как многоуровневая распределенная система, состоящая из автономных модулей. В связи с этим предлагается агентно-ориентированный подход к её построению [3]. Анализ и проектирование системы физической защиты выполнены на основе Gaia-методологии, специально созданной для реализации многоагентных систем, в которых все агенты взаимодействуют для достижения общей глобальной цели и где все элементы системы и связи между ними определены до этапа проектирования и не изменяются во время выполнения.

Основная часть

1. Построение модели ролей

В соответствии с методологией Gaia модель ролей представлена в виде трех агентов: агента управления СКД (система контроля доступа), агента управления СТН (система телевизионного наблюдения) и агента управления СОС (система охранной сигнализации). Агент управления СКД идентифицирует посетителя и проверяет его права доступа, принимает решение о пропуске посетителя. Агент управления СТН обеспечивает видеорегистрацию событий, происходящих на объекте. Агент управления СОС обеспечивает реагирование на тревожные события на охраняемом объекте (движение, возгорание, открытие дверей или окон, разбитие стекол и т.д.). Используется для привлечения внимания к объекту при возникновении тревожной ситуации. Применяются для экстренного вызова служб реагирования пользователем, например при возникновении угрозы нападения, пожаре и других ситуациях, требующих немедленного реагирования.

2. Построение модели взаимодействий агентов

Модель взаимодействий состоит из множества протоколов, определяемых для каждого межролевого взаимодействия. Здесь протокол может рассматриваться как схема взаимодействия. Данная схема определяется формально, абстрагируясь от конкретного варианта реализации (непосредственной последовательности шагов). Подобное рассмотрение взаимодействий означает, что основное внимание уделяется природе и назначению взаимодействия, а не точной схеме обмена сообщениями. В данном подходе предполагается, что реализация протокола будет вызывать серию взаимодействий.

Общее определение протокола состоит из следующего набора атрибутов:

• назначение: краткое описание смысла взаимодействия ;

• инициатор: роль(и), ответственная(ые) за начало взаимодействия;

• респондент: роль(и), с которой(ыми) осуществляется взаимодействие;

•входы: информация, используемая инициатором для начала взаимодействия;

•выходы: информация предоставляемая респондентом в ходе взаимодействия.

Модель взаимодействия представлена на рисунке 1.

Рис. 1. Модель взаимодействия

1 - идентификация посетителя, дает решение о пропуске или отказе;

2 - Видеорегистрация момента идентификации посетителя и его входа на объект;

3 - Видеорегистрация нарушений безопасности объекта;

4 - Реагирование элементов ЛГА управления СОС на потенциально опасные действия посетителя;

5 - Видеорегистрация действий посетителя на объекте;

6 - Оповещение оператора об ошибках и несоответствиях, выявленных при проверке прав доступа.

3. Использование неклассических нечетких логик для представления мнений агентов и разрешения конфликтов в МАС

При работе СФЗ в реальных условиях часто возникают ситуации, требующие работы с неполной, противоречивой и пересматриваемой информацией. В таком случае методом решения является применение нечеткой логики.^[1,2]

В связи с ограниченными возможностями рецепторов и эффекторов агента (робота), он не может определять исчерпывающим образом параметры среды. В связи с этим возникает необходимость рассмотрения полиморфного или нечеткого соответствия между средой Е и ее моделью М у агента, которое можно назвать нечетким отношением моделирования R: Е х М.

Проектируемая МАС (Multi-agent system) рассматривается как вопросно-ответная система распределенного типа. При этом система, отвечая на вопросы, не ограничивается данными, содержащимися в её памяти. Таким образом, агент получает информацию из разных источников. Эта информация может быть противоречивой или неполной, вследствие чего возможно возникновение конфликтов между агентами. Задача разрешения конфликтных ситуаций сводится к построению модели состояний и модели взаимодействий агентов на основе нечеткой логики.

4. Программная реализация моделирования поведения многоагентной системы физической защиты

На основе построенных моделей становится возможной разработка программного средства, моделирующего поведение многоагентной системы физической защиты. Для программной реализации предлагается использовать объектно-ориентированный язык программирования Delphi.

Предполагается, что программное средство будет работать в двух режимах: режим конфигурирования и режим моделирования. В режиме конфигурирования пользователь может создавать и добавлять новые агенты, создавать и редактировать правила поведения агентов, их свойства, добавлять моделируемые ситуации. А в режиме моделирования пользователю будет представлено смоделированное поведение многоагентной системы.

Описанное программное средство может использоваться для разработки правил поведения как отдельных элементов системы физической защиты, так и все системы в целом.

Заключение

Представленная модель функционирования системы физической защиты основана на применении многоагентного подхода. Отличием данного подхода является то, что в системе, создаваемой на его основе, все узлы являются одноранговыми. В списке ролей агентов умышленно не выделяется роль субординатора, разбивающего все задачи на подзадачи. Таким образом, в системе не существует специализированного модуля или агента, через который проходят все запросы, от работоспособности которого зависит работоспособность всей системы.

Для решения конфликтных ситуаций, возникающих в ходе работы системы, предложен математический аппарат нечеткой логики.

Литература:

1. Заде Л. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений. ЁC М.: Мир, 1976.

2. Круглов В.В., Дли М.И. Интеллектуальные информационные системы: компьютерная поддержка систем нечеткой логики и нечеткого вывода. ЁC М.: Физматлит, 2002.

3. Тарасов В. Б. От многоагентных систем к интеллектуальным организаци-ям: философия, психология, информатика. ЁC М.: Эдиториал УРСС, 2002.