XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Морфологический анализ является методом системного анализа, направленным на исследование структуры и взаимосвязей элементов сложных объектов, систем или явлений. Этот подход был разработан швейцарским астрономом и инженером Фрицем Цвикки в середине XX века для решения многокомпонентных задач в науке, технике и управлении. Данный способ системного анализа основывается на разбиении изучаемого объекта или проблемы на основные параметры (характеристики) и на установлении всех возможных сочетаний их значений. Основной инструмент метода — морфологическая таблица, в которой представлены параметры системы и их возможные значения [1].

Выделяются следующие основные этапы морфологического анализа:

1. Формулировка задачи. Четко формулируется проблемная ситуация и обозначаются границы анализа, в виде требований к которым должен соответствовать проект, а также критерии оценки, для сравнения и выбора наиболее подходящего решения.

2. Определение параметров (морфологический анализ).
   Выделяются основные характеристики объекта или явления, которые должны быть независимыми друг от друга, чтобы исключить дублирование. Для каждого параметра определяются возможные значения, то есть для каждого признака выделяются отдельные варианты. Эти значения должны быть исчерпывающими, чтобы покрыть весь спектр решений.

3. Построение морфологической таблицы (морфологический синтез).
   Создается матрица, в которой по строкам располагаются параметры, а по столбцам — их значения. Также в виде таблицы создаются все возможные комбинации значений, которые могут представлять собой потенциальные решения.

4. Анализ и отбор решений. Исключаются сочетания, которые невозможно реализовать из-за противоречий или ограничений. Оставшиеся варианты подвергаются более детальному изучению с учетом специфики задачи [2].

В качестве показательного примера данный метод можно использовать при анализе вариантов сложной системы выполнения линейных работ по укладке кабеля военной связи.

Такая система представляет собой комплекс мероприятий, создаваемых с целью обеспечения надежного и защищенного соединения между узлами управления вооружённых сил средствами связи и другими элементами военной инфраструктуры, направленными на обеспечение непрерывного потока и передачи данных между тактическими звеньями [3].

1. Формулировка задачи.

В данном случае проблемной ситуацией является необходимость обеспечить надежную и безопасную укладку кабеля в условиях ограниченного пространства, агрессивной среды или сложного рельефа.

Требования к объекту:

• устойчивость к механическим повреждениям и коррозии;

• приспособленность к конкретным климатическим условиям и типу местности;

• возможность обеспечить качественное соединение на значительном расстоянии;

• возможность обеспечить доступность линии, с целью обеспечения ремонта и обслуживания персоналом.

Критерии оценки:

• надежность и долговечность системы;

• уровень защищенности от внешних факторов;

• высокое качество проводимого сигнала;

• простота доступа для обслуживания и ремонта.

2. Определение параметров.

Основными исчерпывающими признаками в системе выполнения линейных работ по укладке кабеля военной связи являются: тип кабеля, защитная оболочка кабеля, сечение кабеля, способ укладки кабеля, подразделения (исполнители) укладки кабеля [4]. Варианты для каждого признака представлены в таблице (таблица 1).

Таблица 1 – Варианты признаков системы укладки кабеля военной связи

3. Морфологический синтез.

Для начала необходимо определиться, какой тип кабеля имеет защитную оболочку и с каким сечением, поскольку именно эти параметры главным образом определяют арсенал вооружённых сил, который выступает в виде основных ресурсов обеспечения передачи данных связи (таблица 2, 3).

Таблица 2 – Определения защитной оболочки у разных типов кабеля

Таблица 3 – Определение сечения у разных типов кабеля с защитной оболочкой

Далее необходимо определиться с тем, какой кабель каким способом можно укладывать, так как каждый кабель рассчитан на определённые условия, и в другой ситуации может не подойти по критериям. Также необходимо определиться с исполнителем, поскольку каждое подразделение связи имеет собственное оборудование, рассчитанное на определённый способ укладки под определённый вид кабеля (таблица 4, 5).

Таблица 4 – Определение способа укладки для каждого вида кабеля

Таблица 5 – Определение подразделения, имеющего оборудование для укладки требуемого кабеля

В конце морфологического синтезы имеются сформированные результаты по выбранным признакам (таблица 6).

Таблица 6 – Результаты морфологического синтеза по вариантам

4. Анализ и отбор решений.

Данные варианты имеют применимы на практике, поскольку:

1. Оптоволоконный кабель имеет самую высокую остойчивость к коррозии, однако достаточно хрупок и дорог для применения где-либо, кроме как под водой, поэтому он армируется с целью выдерживания водяного давления. Также данный кабель имеет смысл делать самого большого сечения, так как под водой он находится в самом безопасном месте с точки зрения уничтожения противником, а значит через него можно обеспечить самый большой объем передачи данных.

2. Алюминиевый кабель имеет самый дешёвый материал и также достаточно устойчив к коррозии, однако он в силу своих особенностей не способен передавать слишком большие объёмы данных. Также он не имеет достаточно прочности, чтобы иметь необходимую устойчивость к наземным или подземным условиям. Однако отлично подходит как запасное решение в мирное время, с целью экономии других видов кабелей, которые больше необходимы в условиях боевых действий. Поэтому его можно, укладывать «по воздуху», так как это менее затратно.

3. Медный кабель отлично подходит для обеспечения большого объема данных, поэтому целесообразно изготавливать его с большим сечением, однако из-за этого он имеет большие наводки от различных систем радиосвязи. Таким образом данный кабель подлежит экранированию. Кроме того, при наземной укладке он не будет устойчив к продвижению по нему военной техники, поэтому необходимо уложить его под землю. Таким образом обеспечивается его защищённость от коррозии, физических повреждений, а также затруднит его обнаружаемость противником.

4. Комбинированный кабель обычно имеет в своём составе медь, в сочетании с более крепким металлом, что делает его целесообразным для укладки по земле, так как он: выдерживает тяжесть военной техники, устойчив к коррозии, в силу не самого большого сечения не заметен для противника и имеет слабые наводки (не подлежит экранированию), в силу комбинированного состава крепок для экстремальной эксплуатации в условиях боевых действий [5].

Таким образом морфологический анализ помогает определить наилучшим образом варианты, подходящие к разным необходимым условиям. Несмотря на то, что успех применения данного метода во многом зависит от качества его реализации, включая грамотный выбор параметров и значений, а также от профессионализма аналитиков, при грамотном подходе, можно добиться явного и исчерпывающего результата, который облегчит в дальнейшем реализацию какого-либо проекта.

Список использованной литературы

1. Морфологический анализ [Электронный ресурс]. URL: https://studfile.net/preview/5678883/

2. Морфологический метод системного анализа в решении прикладных задач производственной безопасности [Электронный ресурс]. URL: https://vestnik-tekh.ru/files/60e3caa155c605.27355334.89.pdf

3. Военная радиосвязь [Электронный ресурс]. URL: https://www.rkk-museum.ru/documents/archives/images/3-62-01.pdf

4. Радиосвязь в Армии России [Электронный ресурс]. URL: https://radi0.ru/wp-content/uploads/2020/03/Sbornik-Voennaya-radiosvyaz-.pdf

5. Системы связи [Электронный ресурс]. URL: https://sccs.intelgr.com/editors/Makarenko/Makarenko-cs.pdf