Совершенствование управления процессом оповещения населения с использованием систем отображения информации

Актуальность диссертационного исследования. В настоящее время развитие всех сторон жизни общества во многом определяется процессами обработки и распространения информации, что, в свою очередь, повышает значение систем оперативной передачи и доведения информации различного назначения до населения.

В этой связи, актуальность диссертационного исследования определяется значимостью областей и направлений, где используются системы отображения информации (СОИ) и их функциональным назначением.

В городской среде это, прежде всего, следующие важные направления: предоставление населению городской, служебной, вспомогательной информацииоповещение населения с использованием систем отображения информацииинформационная поддержка массовых и агитационных мероприятий, предвыборных кампанийинформационная поддержка целевых акций МВД, МЧС, ФСБ России, городских и федеральных органов. В области управления производственными процессами это передача специальных сообщений для оператора. В области образования передача учебной информации.

Мировой и российский опыт эксплуатации СОИ говорит о том, что они становятся одним из ключевых компонентов государственной, региональной и городской информационной инфраструктуры.

Кроме этого требуется постоянное совершенствование систем управления СОИ, в связи с развитием технологий и появлением у СОИ новых технических возможностей, таких как воспроизведение телевизионной трансляцииотображение сообщений в реальном масштабе времениотображение сообщений в графическом, текстовом виде или в формате видеороликов, в том числе звуковых роликов.

Актуальность диссертационных исследований подтверждается также и тем, что информационный эффект воздействия на аудиторию при использовании СОИ не меньше, чем воздействие таких средств массовой информации, как телевидение или радио.

Вместе с тем, как показал анализ исследований процесса информирования населения с использованием СОИ, существуют факторы, ограничивающие внедрение этих систем в сегодняшнюю практику. В их числе — отсутствие структуризации социально-экономических данных в СОИотсутствие полноценной системы управления СОИнедостаточный учет всех новых возможностей СОИ на базе электронных световых экранов как средства массовой информации.

Исходя из вышеизложенного, задачи совершенствования управления процессом оповещения населения с использованием СОИ, выбора наиболее прогрессивных и современных технических решений построения СОИ, повышения качества трансляции, обеспечения непрерывного вещания через СОИ — представляются весьма актуальными.

Степень разработанности темы исследования. Необходимо отметить, что вопросы совершенствования управления потоком визуальных сообщений с использованием систем отображения информации до настоящего времени рассматривались в основном лишь в прикладном техническом или инженерно-психологических аспектах. Этим вопросам посвящены работы таких ученых как Б. Ф. Ломов, В. Ф. Венда, В. П. Зинченко, И. И. Литвак, И. Е. Соловейчик, A.M. Смоляров [7, 33, 35, 53] и других.

Не смотря на то, что данные работы сыграли значительную роль в становлении и развитии использования систем отображения информации в социальных и экономических системах, а также для решения инженерно-психологических вопросов, нельзя сказать что решены все вопросы связанные с совершенствованием управления процессом оповещения населения с использованием СОИ в современных социальных и экономических системах. Кроме этого вопросы управления визуальными сообщениями, предназначенными для массового распространения, до сих пор остаются малоисследованными. Все это обуславливает актуальность и важность исследования.

Объектом исследования являются системы коллективного отображения информации, используемые в городской среде.

Предметом исследования служит процесс оповещения населения с использованием систем отображения информации.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационного исследования является совершенствование управления процессом оповещения населения с использованием СОИ.

Для достижения указанной цели были поставлены и решены следующие задачи:

— анализ социально-экономических параметров систем отображения информации в городской среде и инженерно-психологических показателей качества визуальной информации, влияющих на эффективность воздействия информации и оперативных сообщений на население;

— структуризация социально-экономических данных в системах коллективного отображения информации;

— разработка математических методов и алгоритмов построения расписания для решения задач информирования населения, оперативного оповещения и социально-экономических задач;

— разработка функциональной схемы, реализующей предложенные принципы построения систем отображения информации;

— апробация предложенных технических решений по управлению процессом оповещения населения с использованием систем отображения информации.

Методологическая база и методы исследования. Основными методами, используемыми в диссертационной работе, являются методы и средства многокритериального анализа, линейного программирования и эвристические алгоритмы, теория множеств.

Научная новизна работы состоит в разработке современных технических решений управления процессом оповещения населения с использованием СОИ, новых математических моделей, алгоритмов построения расписаний трансляции в СОИ, положенных в основу функционирования системы управления СОИ для решения задач информирования населения. В частности разработаны:

— метод строгих приоритетов, реализующий политику максимального соблюдения условий трансляции для заказов с высшими приоритетами при построении расписания трансляции;

— метод сравнения с эталоном, позволяющий выполнять весь объем заказов, поступивших в систему коллективного отображения информации;

— алгоритмы, реализующие указанные методы, а также эвристические алгоритмы расстановки роликов на интервалах расписания с учетом групп предпочтений и алгоритмы контроля за процессом трансляции;

— функциональная схема, реализующая предложенные принципы построения технической реализации СОИ, на основе современных программно-аппаратных решений.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Результаты анализа социально-экономических параметров, технических и программных решений управления процессом оповещения населения с использованием систем отображения информации в городской среде;

2. Математическая модель и алгоритмы построения расписания для информирования населения;

3. Методы управления процессом оповещения населения с использованием СОИ (метод строгих приоритетов, метод сравнения с эталоном);

4. Функциональная схема, реализующая предложенные принципы построения систем отображения информации в задачах информирования и оперативного оповещения населения.

Теоретическая и практическая значимость исследований. Выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационном исследовании, существенно дополняют теоретические основы управления процессом оповещения населения с использованием СОИ.

Новизна и практическая значимость предложенных в диссертации решений подтверждается патентами Российской Федерации [22, 23 ].

Практические рекомендации по выбору математических моделей и алгоритмов управления процессом оповещения населения с использованием СОИ позволяют существенно сократить время составления расписания трансляции и повысить оперативность информирования и оповещения (порядка 5 мин по сравнению с несколькими сутками в обычных реализациях). Что подтверждается практическим использованием предложенных в диссертационном исследовании результатов в системах управления процессом оповещения населения более 35 СОИ, эксплуатирующимися городскими, федеральными службами и организациями в 22 городах.

Обоснованность и достоверность результатов исследования достигнуты использованием утвердившихся в науке методологических положений по исследуемой проблеме: комплексной методикой исследования, обеспечивающей всестороннее и объективное изучение поставленных задачприменением общих и частично научных методов исследования, а также апробацией результатов исследования.

Достоверность результатов диссертационного исследования определяется верификацией моделей, а также использованием в работе эмпирического материала, который представлен данными, полученными в 2003;2004 г. после анализа и оценки заключений экспертов по результатам опросов и статистических исследований (Башкирское отделение Всероссийского центра изучения общественного мнения (г. Уфа), Южный маркетинговый центр (г. Краснодар), Фонд «Социум» (г. Екатеринбург), ЗАО «Спектр» (г. Воронеж, г. Рязань, г. Самара, г. Волгоград), ЭСПАР-Аналитик (г. Москва)).

Апробация результатов исследования. Результаты диссертации докладывались и обсуждались на конференции НИИ ИТ Правительства Москвы «Системы „наружного видео“ и „наружного телевидения“ — современные решения в информационных и рекламных технологиях» (г. Москва, 2000 г.) и на XII, XIII Международных научных конференциях «Информатизация и информационная безопасность правоохранительных органов» (г. Москва, 2003 г., 2004 г.). А также были использованы для создания систем управления наружного информационного обеспечения оперативной, социальной и другой информацией, эксплуатирующимися в НИИ ИТ Правительства Москвы, ЗАО «Спектр», ЗАО «АТВ наружные системы», ЗАО «Рекмарк» и др.

Выводы и рекомендации, сформулированные в диссертационном исследовании, существенно дополняют теоретические основы управления процессом оповещения населения с использованием СОИ.

Обоснованость предложенных теоретических и технических решений подтверждается практическим функционированием, построенных на их основе более 35 СОИ, эксплуатируемых в городских и федеральных организаций и управлений в 22 городах (г. Москва, г. Санкт-Петербург, г. Екатеринбург, г. Пермь, г. Волгоград, г. Воронеж, г. Краснодар, г. Ростов-на-Дону, г. Уфа, г. Сочи, г. Самара, г. Норильск, г. Челябинск, и др) и более 22 организациях: НИИ ИТ Правительства Москвы, ЗАО «Спектр», ЗАО «АТВ наружные системы», ЗАО «Рекмарк» и др.

Предложенные в диссертации методы и алгоритмы управления позволяют существенно сократить время составления расписания трансляции (порядка 5 мин в отличии от нескольких суток в системах, построенных на старых принципах), что имеет особое значение с точки зрения оперативности отображения информации.

Сочетание данных методов и алгоритмов позволяет повысить оперативность, надежность и точность работы системы управления СОИ в целом.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

В результате проведенного диссертационного исследования были проанализированны системы управления процессом оповещения населения с использованием систем отображения информации и разработаны принципы построения систем отображения информации, обеспечивающие с одной стороны, необходимые функциональные возможности управления процессом оповещения населения, с другой современную техническую реализацию, с третьей наибольшую социально-экономическую значимость.

Сформулированы следующие основные принципы и требования, которые легли в основу построения СОИ с учетом как инженерных, так и социальноэкономических факторов: правильный выбор места установки СОИ с целью обеспечения максимально возможной аудиториивыбор линейных размеров и типа воспроизводящей системы в соответсвии с обеспечением максимального времени зрительного контакта в месте установки СОИвысокое качество изображения и скорость отображения информациивысокая надежность элементов по отношению к физическим условиямвысокая надежность программных средств к сбоям оборудованиявозможность самотестирования оборудования и программ, прозрачность состояния АПК для системы управлениягарантированная скорость передачи для передачи видеосигналамасштабируемостьвысокая надежность передачи информации.

Сформулированные принципы предъявляют особые требования к качеству используемой аппаратуры и программного обеспечения. Именно они определяют состав аппаратуры и выбор программного обеспечения (операционной системы, прикладных программ, используемых в технологиях обработки, создания и хранения видеоматериалов).

На основе анализа социально-экономических параметров систем отображения информации в городской среде и инженерно-психологических показателей качества визуальной информации автором были выявлены следующие социально-экономические параметры, факторы и требования к размещению СОИ в городской среде, влияющие на эффективность воздействия информации и оперативных сообщений на население:

— для того чтобы аудитория каждого из СОИ превышала 100 ООО контактов в день, необходимо правильно выбрать место установки СОИ. Для этого, как показали социологические исследования, в местах установки требуется наличие пересечения основных транспортных потоков с высокой плотностью движения автомобилей и общественного транспорта, а также большое количество пешеходов;

— для того чтобы большинство представителей аудитории СОИ состояла из социально активных групп населения, необходимо чтобы СОИ были преимущественно установлены в центрах деловой активности городов;

— что бы обеспечить гарантируемое длительное время контакта с информационными сообщениями необходимо обеспечить соотношение линейных размеров СОИ месту их установки. Преимущества в этом случае имеют СОИ с большим размером изображения (от 10−112 м) и установленные в местах, обеспечивающих дальность эффективного контакта до 700 м;

— как показал анализ проведенных инженерно-психологических исследований, СОИ могут аккумулировать на себя внимание 88−96% аудитории, находящейся в зоне эффективного контакта с ними. Соответственно доля внимательной аудитории к другим носителям наружной рекламы, находящейся в оживленных местах городов, где установлены СОИ, составляет 4−12%;

— важным инженерно-психологическим фактором, влияющим на полноту оповещения населения, является то, что визуальная информация, показываемая на СОИ, заполняет «потерянное» в ожидании (в пути) время яркими, динамичными образами, справочной информацией, обеспечивая при этом внимательное и позитивное психологическое восприятие. Из общего числа опрошенных людей от 82 до 91% относятся к СОИ и сообщениям на нем положительно или нейтрально. Сами респонденты назвали следующие основные преимущества сообщений и информации на СОИ: привлекает вниманиене раздражаеторигинальная, украшает городлучше запоминается.

Данные исследования еще раз подчеркивают важность и актуальность темы диссертационной работы. Кроме этого из них следует ряд требований к инженерно-психологическим показателям качества визуальной информации, а также к существующим технологиям построения технических средств отображения данных коллективного пользования.

В результате данного анализа автором определены перспективные системы для оповещения населения с использованием различных типов СОИ:

— для городской среды рекомендуются использовать СОИ с размером изображения более 2 м высотой и 3 м шириной на основе светодиодных технологий;

— для закрытых небольших общественных помещений (залы до 10 человек) рекомендуется использовать СОИ с размером изображения от 40 до 83 дюймов (1.20 м) по диагонали на основе плазменных технологий;

— для закрытых ограниченных пространств (залов или переходов до 50 человек) рекомендуется использовать СОИ с размером изображения от 83 до 200 дюймов (до 3 м) по диагонали на основе проекционных и обратно проекционных технологий.

В диссертационном исследовании автором проведена структуризация социально-экономических данных в системах коллективного отображения информациидано формальное описание информационных блоков (объектов) трансляции: роликов, временных блоков, типов расписаний, используемых в системах коллективного отображения информации.

При разработке математических методов построения расписания для решения задач информирования, оперативного оповещения и социально-экономических задач были сформулированы две стратегии управления процессом оповещения населения с использованием систем отображения информации и, соответственно, две задачи управления трансляцией:

— первая стратегия заключается в определении такой очередности выхода объектов трансляции на экран, чтобы свести потери экранного времени к минимуму, а требования задач информирования и оперативного оповещения населения, с учетом их приоритетов, удовлетворить по максимуму (эти требования сформулированы в виде заданий на трансляцию);

— вторая стратегия предполагает введение стоимости информационно-рекламного времени в целевую функцию, а задача управления формулируется в терминах линейного программирования как задача достижения максимальной прибыли от функционирования систем отображения информации при соответствующих линейных ограничениях на частоту выхода роликов, длину интервала расписания, стоимости заказа. Вторая стратегия направлена на решение социально-экономических задач.

С учетом выработанных критериев управления процессом оповещения населения с использованием СОИ предложенные в диссертации алгоритмические решения позволили разработать математические методы построения расписания трансляции для решения задач информирования, оперативного оповещения населения, а также решение социально-экономических задач. Разработанные алгоритмы позволяют гибко моделировать расписание трансляции, контролировать появление сбоев в системе, учитывать различные требования правоохранительных органов, городских и федеральных служб.

Разработан метод строгих приоритетов, который решает задачу управления, заключающуюся в точном удовлетворении приоритетов заказов и, следовательно, позволяет оперативно и гарантированно в автоматическом режиме осуществлять оповещение и информирование населения о важной городской, дорожной, политической и социальной информации. Данный метод позволяет минимизировать штрафные санкции, предъявляемые к организациям, эксплуатирующим системы отображения информации.

Достоинство этого метода в том, что приоритетные заказы выполняются с максимальным соблюдением условий заданий на трансляцию.

Предложен метод составления расписания на основе сравнения с эталоном. Метод позволяет системам коллективного отображения информации выполнять весь объем заявок на трансляцию, гибко определяя влияние приоритета заявки на появление соответствующего ролика в расписании трансляции.

Достоинство этого метода в том, что любой заказ будет выполнен, т.к. на каждом интервале расписания выполняются в определенной части все заказы на трансляцию для роликов всех приоритетов.

На основе методов составления расписания автором разработаны алгоритмы процедур, реализующие алгоритмы выше названных методов, а также алгоритмы расстановки роликов на интервалах расписания с учетом групп предпочтений, в зависимости от условий, критериев и степени их выполнения и соблюдения в выходной последовательности блоков трансляции, а также алгоритмы контроля над процессом трансляции.

На основе разработанных алгоритмов составления расписаний в зависимости от условий, критериев и степени их выполнения в выходной последовательности блоков трансляции автором разработана функциональная схема, реализующая предложенные и обоснованные в ходе диссертационных исследований принципы построения систем отображения информации нового поколения. Предложенное техническое решение защищено Патентами РФ — «Сеть информационно рекламных систем». Патент № 2 119 268 на изобретение, приоритет от 30 декабря 1996 г. Зарегистрирован в реестре изобретений 20 сентября 1998 г.- «Информационно рекламная система». Патент № 2 124 235 на изобретение, приоритет от 30 декабря 1996 г. Зарегистрирован в реестре изобретений 27 декабря 1998 г. [22, 23 ].

Апробация предложенных теоретических и технических решений по управлению процессом оповещения населения с использованием систем отображения информации была проведена на конференции НИИ ИТ Правительства Москвы «Системы „наружного видео“ и „наружного телевидения“ — современные решения в информационных и рекламных технологиях» [26], на XII Международной научной конференции «Информатизация и информационная безопасность правохранительных органов» [27, 28], и на XIII Международной научной конференции «Информатизация и информационная безопасность правохранительных органов» [29].