Основные методы идентификации объектов

Одним из важнейших направлений стандартизации является разработка стандартов в области представления и обмена информацией. Однако без обеспечения информационной совместимости практически невозможно информационное взаимодействие между многочисленными участниками процесса сбора, обработки и представления пользователям данных о различных объектах. Требования по обеспечению информационной совместимости, обязательные для соблюдения государственными органами управления и субъектами хозяйственной деятельности, устанавливают государственные стандарты. Обеспечение информационной совместимости требует разработки единых методов идентификации объектов.

 
Каждый объект, явление, свойство (далее - объект) обладает набором признаков, определяющих его сущность и, благодаря этому, выделяющих его из множества других, часто очень похожих объектов. При этом человек интуитивно стремится выделить минимальное число основных признаков или один признак (знак, метку, свойство и т.д.), который является идентификатором. Так, при покупке автомобиля определенной марки для одного покупателя идентификатором является белый цвет, а для другого - красный. 
Наименования, фамилии, имена, клички, номера, обозначения, индексы, адреса, характеристики, показатели, описания и т.п. являются идентификаторами объектов, причем для выделения конкретного объекта из множества подобных необходимо, как правило, воспользоваться несколькими идентификаторами. Например, автомобиль ВАЗ 2101 белого цвета не дороже определенной суммы. 
Практически идентификация необходима для решения таких задач, как:

·  однозначное определение объекта;

·  распознавание объекта по его свойствам;

·  группирование объектов по определенным признакам;

·  выделение объекта из множества подобных и др. 
Для идентификации, например, конкретной продукции (типов, марок, артикулов, исполнений и т.д.) в зависимости от решаемых задач может использоваться минимальный и максимальный набор информации. 
Минимальный набор, как правило, включает наименование изделия, его условное обозначение или код и номер, обозначение нормативного или технического документа, определяющего характеристики данного изделия. 
Максимальный набор информации, необходимый для идентификации изделия, включает дополнительно к минимальному набору все его физические (химические, биологические) и эксплуатационные (потребительские) характеристики. 
К наиболее часто используемым можно отнести методы идентификации: наименований; цифровых номеров; классификационный; условных обозначений; ссылочный; описательный; описательно-ссылочный; автоматической идентификации; биометрии. 
Метод наименованийявляется, пожалуй, самым древним, так как с появлением нового объекта ему, прежде всего, присваивается определенное наименование (термин) и дается соответствующее определение. 
В этой связи разработка стандартов на термины и определения различных объектов - это та информационная основа, без которой трудно обеспечить однозначное восприятие информации. Применение стандартных терминов и определений как в национальной практике, так и в международном обмене, является одной из основ информационной совместимости. 
Так, в Товарной номенклатуре внешнеэкономической деятельности (ТНВЭД), построенной на основе Гармонизированной системы описания и кодирования товаров, разработанной Советом таможенного сотрудничества (СТС) ООН, имеется множество определений, позволяющих однозначно отнести конкретную продукцию к определенной позиции. Например: 
Мулы являются гибридом осла и кобылы. Лошаки выведены от жеребца и ослицы; 
Самосвалы - транспортные средства прочной конструкции с опрокидывающимся кузовом или открывающимся вниз днищем, предназначенные для перевозки грунта, породы или других материалов. 
При этом, согласно правилам интерпретации товаров ТНВЭД, их классификацию следует проводить в соответствии с наименованиями товарных позиций и примечаниями к разделам и группам. 
Пожалуй, еще большее значение придавалось наименованиям изделий при создании Федеральной системы каталогизации предметов снабжения армии США, когда был разработан справочник утвержденных и обязательных для применения наименований изделий. Справочник включает около 20 тыс. терминов и определений. 
Особенно важное значение идентификация объектов через наименования приобретает при поиске объектов в компьютерных системах, так как запрос по наименованию является наиболее естественным и распространенным. 
Идентифицирующее объект наименование отвечает на вопрос что это такое и, как правило, состоит из:

·  основного наименования объекта, определяющего его сущность и выраженного существительным (река, масло, автомобиль, ресторан и т.п.);

·  основного наименования и минимального числа слов, необходимых для выражения сущности объекта (масло сливочное, масло моторное, масло растительное кукурузное и т.п.);

·  основного наименования и собственного имени, присвоенного объекту (река Волга, ресторан Волга, автомобиль Волга и т.п.). 
Главным достоинством идентификации объектов через наименования является близость к естественному разговорному языку, основной же недостаток - большое число знаков, используемых для идентификации конкретных объектов. 
Метод цифровых номеров, присваиваемых объектам, является одним из самых широко применяемых. В сочетании с наименованием объекта его номер позволяет однозначно идентифицировать объект. 
Практическое применение находят два основных способа нумерационной идентификации: порядковый и серийно-порядковый. 
Порядковый номер присваивается объекту на основе порядка, установленного органом, осуществляющим нумерацию. Например, нумерацию поездов устанавливает орган управления железнодорожным транспортом, автобусов - орган управления автобусным движением, а порядок нумерации домов на улице определяют муниципальные службы. В Москве, например, установлено, что номера домов возрастают от центра города, при этом четные номера присваиваются домам, расположенным с правой стороны улицы, если смотреть от центра. Часто номера объектам присваивают по мере их появления, учета, регистрации (номер, полученный человеком в очереди, табельный номер работающего на конкретном предприятии, номер документа, присвоенный ему при регистрации, и т.д.). 
Наглядным примером порядковой идентификации являются обозначения (номера) государственных и международных стандартов, которые, практически, не несут никакой информации. Поэтому для систематизации стандартов в указателях, каталогах, базах данных необходимо использовать специально разработанный классификатор стандартов, систематизирующий документы по классам, подклассам и группам. 
Недостатком идентификации объектов через порядковые номера является их неинформативность, т.е. отсутствие каких-либо признаков, характеризующих объекты, которым присвоены порядковые номера. Этот недостаток в некоторой мере устраняется при использовании серийно-порядкового номера, идентифицирующего объект. Например, нумерация комнат в привязке к номеру этажа. Так, номера 413, 518 означают, что комната номер 13 находится на четвертом этаже, а номер 18 - на пятом. Преимущество порядковых номеров состоит в том, что они обеспечивают простую и короткую (по количеству знаков) идентификацию объекта. 
Классификационный методиспользуется в тех случаях, когда необходимо идентифицировать группы однородных объектов. Преимущество этого метода состоит в его информативности, так как позволяет из множества выделять необходимые объекты, обладающие определенными признаками. Классификационный метод широко используется во многих областях деятельности, поскольку обеспечивает систематизацию объектов. Особенно он эффективен при обработке информации в системах управления, когда необходимо, например, собрать информацию о детских садах или грузовых автомобилях, видах деятельности или вредных производствах и т.п. Код, присвоенный классификационной группировке, обеспечивает ее полную идентификацию в рамках конкретного классификатора. 
Классификационный метод идентификации широко используется в сочетании с другими методами именно благодаря своей информативности и систематичности. Наиболее частое применение находят два способа классификации объектов: иерархический; фасетный. 
Иерархический способ характеризуется тем, что исходное множество объектов последовательно разделяется на подмножества (классификационные группировки), каждое из которых также разделяется на подмножества и т.д. Как правило, деление множества на подмножества осуществляется на соподчиненные группировки. 
Классифицируемое множество объектов разделяется на классы, группы, виды и т.п. по основным признакам, характеризующим эти объекты по принципу от общего к частному, т.е. каждая группировка в соответствии с выбранным признаком (основанием деления) делится на несколько других группировок, каждая из которых по другому признаку делится еще на несколько подчиненных группировок и т.д. Таким образом, между классификационными группировками устанавливается отношение подчинения. 
Построение иерархической классификации объектов, как правило, осуществляется в следующей последовательности:

·  определяется множество объектов, которое необходимо классифицировать (множество людей, предприятий, процессов и т.д.) для решения конкретных задач;

·  выделяются основные признаки (свойства, характеристики, показатели, параметры и др.), по которым множество будет разделяться на подмножества;

·  определяется порядок следования признаков - уровень деления, при разбиении множества на подмножества, и число этих уровней. 
При построении иерархической классификации должны соблюдаться следующие наиболее важные правила:

·  разделение множества (М) на подмножества (m) на каждом уровне должно производиться только по одному признаку деления (п);

·  получаемые в результате деления группировки на каждом уровне должны относиться только к одной вышестоящей группировке и не должны пересекаться, т.е. повторяться;

·  разделение множества должно осуществляться без пропусков очередного или добавления промежуточного уровня деления;

·  классификация должна производиться таким образом, чтобы сумма образованных подмножеств составляла делимое множество. 
Наиболее существенными и сложными вопросами, возникающими при построении иерархической классификации, являются выбор системы признаков, используемых в качестве основания деления, и определение порядка их следования. 
Формирование подмножеств объектов по иерархическому способу классификации представлено на схеме.

 
Идентификация продукции на разных уровнях деления показана на примере класса 45 Изделия автомобильной промышленности Общероссийского классификатора продукции (ОКП): 
451 - автомобили; 
4511 - автомобили грузовые; 
45111 - автомобили общего назначения; 
451112 - полной массой не более 3.5 т. 
Преимущества иерархической классификации заключаются в ее логичности, последовательности и хорошей приспособленности для ручной и машинной обработки информации. Основным недостатком является малая гибкость ее структуры, обусловленная фиксированностью признаков (оснований деления) и заранее установленным порядком их следования. Включение новых уровней деления по дополнительным признакам весьма затруднительно, особенно если не предусмотрены резервные емкости. Кроме того, иерархический метод классификации не позволяет агрегировать объекты по необходимому для конкретных задач сочетанию признаков, что еще раз подтверждает его негибкость. 
Фасетный способ классификации характеризуется тем, что множество объектов разделяется на независимые подмножества (классификационные группировки), обладающие определенными признаками, необходимыми для решения конкретных задач. Последовательность построения фасетной классификации практически такая же, как при построении иерархической, т.е. определяется множество объектов, выделяются его основные признаки и группы признаков и устанавливается порядок следования групп признаков (фасетов) и признаков-характеристик. 
Для выделения из множества объектов конкретного подмножества, обладающего определенными признаками, необходимо:

·  выделить основные признаки-характеристики, всесторонне характеризующие объект и обеспечивающие его идентификацию;

·  сгруппировать эти признаки по принципу однородности в фасеты и присвоить им коды;

·  определить фасетные формулы для образования подмножеств. 
Особенность фасетного способа состоит в том, что подмножества формируются по принципу от частного к общему, т.е. на основе различных наборов конкретных характеристик объекта формируются конкретные подмножества. 
Формирование подмножеств объектов по фасетному способу показано на схеме 2.

 
Например, из множества работающих на предприятии необходимо выбрать специалистов с высшим образованием, имеющих стаж работы 15 лет и выше, свободно владеющих монгольским языком. Решение указанной задачи можно обеспечить на основе Общероссийского классификатора информации о населении, содержащего необходимые фасеты и признаки: 
фасет 30 - образование; 
признак 18 - высшее образование; 
фасет 21 - стаж работы; 
признак 33 - 15 лет и выше; 
фасет 05 - степень знания иностранных языков; 
признак 3 - владеет свободно; 
фасет 04 - языки народов РФ и иностранные языки; 
признак 125 - монгольский. 
Перечень специалистов, обладающих указанными признаками, составит искомое подмножество. 
При создании фасетной классификации необходимо соблюдать следующие основные правила:

·  признаки в различных фасетах не должны пересекаться, т.е. каждый признак отличается от другого по наименованию, значению и кодовому обозначению;

·  из общего числа фасетов, характеризующих множество объектов, выбирают фасеты, необходимые для решения поставленных задач, и устанавливают их строгую последовательность (фасетная формула). 
Основным преимуществом фасетной классификации является ее гибкость, позволяющая систематизировать объекты по необходимому набору признаков и осуществлять информационный поиск по любому сочетанию фасетов. 
Метод условных обозначенийшироко применяется при идентификации продукции и документов. Наиболее часто используются два способа построения условных обозначений: мнемонический и классификационно-нумерационный. 
Мнемонический способ построения условных обозначений облегчает понимание и запоминание человеком нужных сведений о продукции или документе. Например, условное обозначение Электронасос ГНОМ 100-25 включает, наряду с наименованием объекта Электронасос, мнемоническое обозначение, где Г - для грязной воды, Н - насос, О - одноступенчатый, М - моноблочный, 100 - с подачей 100 м3/ч и 25 - с напором 25 мм. Этот способ широко используется при идентификации металлов и сплавов. 
Классификационно-нумерационный способ построения условных обозначений обеспечивает возможность поиска конкретного документа или документов на группу продукции. Наглядный пример - обозначение технических условий на продукцию. Так, ТУ 4511-003-05804803-96 Автомобиль-самосвал 2502 включает: 
4511 - классификационная группировка Автомобили грузовые по ОКП; 
003 - регистрационный номер, присвоенный документу разработчика; 
05804803 - код предприятия-разработчика ТУ по Общероссийскому классификатору предприятий и организаций (ОКПО); 
96 - последние две цифры года утверждения ТУ. 
Аналогичным способом построен национальный номенклатурный номер предмета снабжения, используемый для идентификации конкретной продукции в Федеральной системе каталогизации США. Этот номер имеет следующую структуру: 
ХХХХ-ХХ-ХХХ-ХХХХ, 
где первые четыре цифровых знака представляют собой код классификационной группировки по федеральной классификации предметов снабжения, следующие два цифровых знака - код Национального бюро идентификации. Последующие семь цифр практически являются порядковым номером и смысловой нагрузки не несут. 
Наличие в обозначении элементов классификации позволяет ускорить поиск необходимой информации и обеспечить ее систематизацию. 
Ссылочный методиспользуется для идентификации объектов в тех случаях, когда описания конкретных характеристик (свойств, показателей, отличительных признаков) представлены в нормативных или технических документах. Ссылочный метод наиболее часто применяется для идентификации конкретной продукции при ее заказе. 
Идентификация включает наименование изделия, его условное обозначение и ссылку на документ, содержащий всесторонние требования к этому изделию. Например: кислота соляная по ГОСТ 3118-77; шины пневматические для легковых автомобилей (7.35-14 модели ИД-195) по ГОСТ 4754-80; бутилкаучук БК-1675У по ТУ 2294-010-17187505-95. 
В случаях, когда документ не обеспечивает идентификацию конкретного изделия, как правило, добавляется информация о производителе продукции. Например: пельмени замороженные по ТУ 10 РФ 570.19.94. Комбинат мясоптицы Орловский. 
При использовании ссылочного метода остаются не раскрытыми основные характеристики и особенности продукции. 
Описательный метод идентификации используется, как правило, в тех случаях, когда необходимо идентифицировать конкретный объект путем описания его характеристик (свойств, параметров, показателей). При этом однородные объекты, имеющие одинаковые наименования, область применения и близкую номенклатуру показателей, могут отличаться друг от друга значениями этих показателей. Например, технические условия на канистры пластмассовые, предназначенные для фасовки и хранения холодных пищевых и непищевых продуктов, включают несколько исполнений канистр, идентифицируемых по основным размерам: 
высота не более 278, 220, 265 мм; 
длина не более 18, 185, 225 мм; 
ширина не более 125, 170, 225 мм; 
масса не более 0,33, 0,4, 0,7 кг. 
Описательный метод идентификации предусматривает использование всех основных характеристик объекта и с их помощью позволяет отделить его от остальных однородных объектов. 
Всестороннее описание объектов представлено, как правило, в нормативных и технических документах, содержащих основные показатели, свойства, характеристики, размеры, условия использования, область применения и т.п. Например, государственные стандарты типа технических условий, а также технические условия на конкретную продукцию включают такие разделы, как классификация, основные параметры и размеры, общие технические требования, требования безопасности, методы контроля, требования к упаковке, маркировке, транспортированию и хранению и др. 
Описательные методыидентификации широко используются в медицине - медицинская карта пациента, в криминалистике - описание преступника и характера преступления, в геологии - описание минерала и т.д. 
Одним из основных преимуществ рассматриваемого метода является возможность осуществления сопоставительного анализа однородных (родственных) объектов путем сравнения характеристик, вошедших в их идентификацию. Сравнение может проводиться, в том числе, и автоматизированным путем, чтобы установить степень схожести или различия, которые существуют между объектами, для решения следующих задач выбора: 
а) объекта, обладающего наилучшими характеристиками для заданных условий применения; 
б) объекта, обеспечивающего полную взаимозаменяемость другого; 
в) однородных объектов с целью их систематизации и стандартизации. 
Описательно-ссылочный методидентификации, в отличие от описательного, использует только часть основных характеристик объекта в сочетании со ссылкой на документ, где помещены все его характеристики. Как показали исследования канадских специалистов, для компетентного выбора конкретных объектов достаточно семи основных характеристик. 
Наиболее широко этот метод используется при создании банков данных о различных объектах или различных информационных изданиях (каталоги, указатели, кадастры и т.п.). 
Применение этого метода позволяет значительно сократить объем информации, необходимой для идентификации объектов, что имеет существенное значение для экономии компьютерной памяти и сокращения объемов изданий. В каталогах продукции, например, приводят, как правило, наименование продукции, назначение и область применения, условные обозначения, используемые при заказе, основные обозначения документов, содержащих все требования к этой продукции, наименование и адрес изготовителя, а также основные характеристики с их конкретными значениями. 
Метод автоматической идентификацииполучает все большее применение благодаря развитию электроники и созданию средств, обеспечивающих восприятие (сканирование), распознавание и обработку информации об объектах. Для автоматической идентификации используются, например, штриховые коды, радиоэтикетки, магнитные полосы, смарт-карты, звуки и сигналы, оптически распознаваемые знаки и др. 
Наибольшее распространение получила идентификация объектов в применении штриховых кодов, которые представляют собой последовательно расположенные по определенным (стандартным) правилам темные (штрихи) и светлые (пробелы) прямоугольные элементы различной ширины, являющиеся графическим изображением букв, цифр и различных знаков, идентифицирующих объекты. Такая форма идентификации широко применяется в таких областях деятельности, как:

·  промышленное производство (идентификация сборочных единиц в автостроении и электронике, готовой продукции, инструментов и др.);

·  оптовая и розничная торговля (идентификация товаров, включая печатные издания и лекарственные средства);

·  транспорт и почта (идентификация грузов, почтовых отправлений, сообщений в товаросопроводительной документации, проездных документов и багажа и т.п.);

·  медицина (идентификация продуктов крови, доноров, пациентов, историй болезни, больничного белья и т.д.);

·  библиотечное и архивное дело (идентификация единиц и мест хранения, пользователей);

·  складское хозяйство (идентификация единиц и мест хранения, поставщиков и получателей, сообщений в складской документации и пр.);

·  делопроизводство (идентификация пользователей, информация о личном составе, идентификация, а также представление в виде штрихов текста документа или его аннотации). 
Здесь представлен не полный перечень, так как области применения штриховых кодов постоянно и очень быстро расширяются. 
Основное достоинство автоматической идентификации - большая скорость и точность ввода информации в компьютерные системы. 
Метод биометрии- это распознавание человека с помощью электронных приборов по таким его характеристикам, как отпечатки пальцев, голос, рисунок сетчатки глаза, тепловые образы, изображение лица и т.п. Измерения любого из этих показателей достаточно для успешного опознавания конкретного человека. 
Биометрическая идентификация широко используется в аэропортах, таможенных зонах, госпиталях и других местах, где необходимо контролировать доступ. Сканированные биометрические параметры могут дополнять или замещать традиционные процедуры регистрации и учета на предприятиях, их можно совмещать с программным обеспечением учета рабочего времени и посещаемости. 
Одним из старейших биометрических способов является идентификация по отпечаткам пальцев, широко применяемая в криминалистике. Современные сканеры отпечатков пальцев имеют небольшой размер, недороги и позволяют создавать их базы данных. Бoльшая точность идентификации обеспечивается при сканировании ладони. Обычно сканеры ладони руки укрепляют на стене и используют для контроля доступа в помещение. Такие сканеры использовались в 1996 г. при контроле доступа в Олимпийскую деревню в Атланте. Однако наибольшая точность идентификации человека достигается при сканировании глаза, поскольку вероятность совпадения образов двух радужных оболочек составляет 1:1078. Главное достоинство биометрии - высочайшая точность идентификации объектов на основе их биологических характеристик. На практике чаще используется сочетание различных методов идентификации объектов. Основным критерием выбора метода является минимизация признаков, необходимых для решения задач, связанных с обработкой информации о конкретных объектах.