RU2808958C1 - Method and device for transferring control between points of same rank when implementing distributed command point - Google Patents

Method and device for transferring control between points of same rank when implementing distributed command point Download PDF

Info

Publication number
RU2808958C1
RU2808958C1 RU2023103745A RU2023103745A RU2808958C1 RU 2808958 C1 RU2808958 C1 RU 2808958C1 RU 2023103745 A RU2023103745 A RU 2023103745A RU 2023103745 A RU2023103745 A RU 2023103745A RU 2808958 C1 RU2808958 C1 RU 2808958C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
control
input
characters
output
points
Prior art date
Application number
RU2023103745A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Александрович Гончаров
Дмитрий Александрович Ефремов
Дмитрий Александрович Князев
Николай Иванович Крылов
Евгений Николаевич Синев
Максим Сергеевич Синьков
Елена Львовна Тарасова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации
Application granted granted Critical
Publication of RU2808958C1 publication Critical patent/RU2808958C1/en

Links

Abstract

FIELD: computer technology.
SUBSTANCE: method of transferring control between points of the same rank, when implementing a distributed command point, is that a random sequence of characters is generated at the control object, which is constantly transmitted to controlled objects and backup control points through the communication network, in the event of a sudden failure of the main control point, generation and the transmission of a random sequence of characters from the control point stops, and at the reserve control points, the reception of a random sequence of characters from the control point is monitored and in the absence of a received random sequence of characters, a timer is started, after the expiration of which the operational reserve control point takes over control and begins generate a random sequence of characters, which is transmitted to controlled objects and backup control points via the communication network.
EFFECT: increasing efficiency of transferring control from a suddenly failing main control point to a backup control point in special systems.
3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области управления резервными пунктами, а именно, к системам передачи управления между управляющим и резервными пунктами в случае аварийного выхода из строя управляющего пункта управления (ПУ) и может быть использовано в специальных системах управления, где необходимо обеспечивать непрерывность управления управляемыми объектами.The invention relates to the field of control of backup points, namely, to systems for transferring control between the manager and backup points in the event of an emergency failure of the control point (CP) and can be used in special control systems where it is necessary to ensure continuity of control of controlled objects.

Существуют специальные системы, в которых управление объектами осуществляется с управляющего объекта, представляющего собой распределенный пункт управления, включающий группировку из N ПУ, каждый из которых способен выполнять задачи по управлению подчиненными объектами. При этом каждый пункт управления группировки имеет заданный приоритет по приему на себя управления объектами. Предполагается, что управление объектами осуществляется в каждый момент времени только с одного ПУ, имеющего наивысший приоритет из всех работоспособных пунктов управления группировки.There are special systems in which objects are controlled from a control object, which is a distributed control point, including a group of N control units, each of which is capable of performing tasks to manage subordinate objects. In this case, each control point of the group has a given priority in taking over control of objects. It is assumed that objects are controlled at each time from only one control center, which has the highest priority among all operational control points of the group.

Правильная или ошибочная оценка ситуации, связанная с выходом из строя управляющего ПУ, зависит от состава информации контроля и критерия оценки состояния пункта управления по этой информации. Критерием выхода из строя управляющего ПУ будет совпадение «реального» события с одним из заложенных в аппаратуру запасного ПУ первичных событий, при которых принимается решение о выходе из строя управляющего ПУ. При таком подходе критерий выхода из строя управляющего ПУ имеет логическую форму дизъюнкции (решение о наступлении события (выход из строя управляющего ПУ) принимается в том случае, если произошло хотя бы одно первичное событие). Сложность решения данной задачи заключается в том, что сбор всей информации о состоянии основного и запасных ПУ более высокого приоритета должен осуществляться непосредственно на запасных ПУ, однако на практике это мало осуществимо. Реально существует территориальная рассосредоточенность резервных ПУ и сложность оценки информации, начиная от регистрации первичных факторов и заканчивая формированием данных о сложных событиях.Correct or erroneous assessment of the situation associated with the failure of the control unit depends on the composition of the control information and the criterion for assessing the state of the control point based on this information. The criterion for failure of the control PU will be the coincidence of a “real” event with one of the primary events embedded in the equipment of the spare PU, at which a decision is made about the failure of the control PU. With this approach, the criterion for failure of the control PU has a logical form of disjunction (the decision on the occurrence of an event (failure of the control PU) is made if at least one primary event has occurred). The complexity of solving this problem lies in the fact that the collection of all information about the state of the main and spare launchers of higher priority should be carried out directly at the spare launchers, but in practice this is not very feasible. In reality, there is a territorial dispersion of reserve control centers and the difficulty of assessing information, from recording primary factors to generating data on complex events.

На решение этой задачи направлены предлагаемые способ и устройство для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта.The proposed method and device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post are aimed at solving this problem.

Технический результат предлагаемого способа и устройства для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта позволит обеспечить непрерывность управления за счет существенного сокращения процесса передачи управления между пунктами управления одной группировки в случае внезапного выхода из строя основного (управляющего) ПУ.The technical result of the proposed method and device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post will ensure continuity of control by significantly reducing the process of transferring control between control points of the same group in the event of a sudden failure of the main (control) control unit.

Существует система стратегического прогноза технического состояния контролируемого объекта [Патент РФ №2326431, G06F 17/00, G06F 11/30]. Данная система относится к средствам мониторинга технического состояния сложных многокомпонентных объектов, в которых техническое состояние контролируемого объекта осуществляется за счет проведения сопоставления его характеристик с характеристиками объектов, аналогичных контролируемому объекту в режиме реального времени. Недостатком описанной выше системы проведения прогноза технического состояния сложных многокомпонентных объектов является то, что она позволяет проводить прогноз состояния сложных многокомпонентных объектов только за счет проведения сопоставления его характеристик с характеристиками объектов. Это не позволяет обеспечить высокую достоверность технического состояния сложных многокомпонентных объектов и соответственно осуществлять передачу управления между управляющими пунктами при реализации распределенного командного пункта.There is a system for strategic forecasting of the technical condition of a controlled object [RF Patent No. 2326431, G06F 17/00, G06F 11/30]. This system refers to a means of monitoring the technical condition of complex multi-component objects, in which the technical condition of the controlled object is carried out by comparing its characteristics with the characteristics of objects similar to the controlled object in real time. The disadvantage of the system described above for forecasting the technical condition of complex multicomponent objects is that it allows forecasting the state of complex multicomponent objects only by comparing its characteristics with the characteristics of the objects. This does not allow ensuring high reliability of the technical state of complex multi-component objects and, accordingly, transferring control between control points when implementing a distributed command post.

Известен способ управления отключением неисправных и/или переводимых в резерв объектов системы и система резервирования замещением для его реализации [Патент РФ 2342696, G06F 11/18, H05K 10/00] в интересах построения систем с перестраиваемой структурой, адаптирующихся систем, резервированных систем и автоматического выявления неисправностей в резервированных системах, при фильтрационной обработке результатов измерений. Способ позволяет обеспечить отключение максимального количества неисправных объектов вплоть до ситуации, когда в системе останутся два исправных объекта, путем определения комбинаторной зависимости между номерами объектов системы. Недостаток данного способа - невозможность осуществления передачи управления между управляющими пунктами при реализации распределенного командного пункта.There is a known method for controlling the shutdown of faulty and/or transferred to reserve system objects and a replacement reservation system for its implementation [RF Patent 2342696, G06F 11/18, H05K 10/00] in the interests of building systems with a reconfigurable structure, adaptive systems, redundant systems and automatic identifying faults in redundant systems during filtration processing of measurement results. The method makes it possible to ensure the disconnection of the maximum number of faulty objects up to the situation when two healthy objects remain in the system, by determining the combinatorial relationship between the numbers of system objects. The disadvantage of this method is the impossibility of transferring control between control points when implementing a distributed command post.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу и устройству для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта является способ и комплекс изделий скрытной передачи команд [Патент на изобретение №2782337 H04K 1/06, H04L 9/06, H04L 29/02], который предполагает, что на управляющем объекте генерируется случайная последовательность знаков, которая постоянно передается на управляемые объекты через сеть связи, сокрытие выдачи команд осуществляется за счет обеспечения их незаметного включения в состав и их идентичности по своей стохастической природе последовательности непрерывно передаваемых сигналов.The closest in technical essence to the claimed method and device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post is a method and complex of products for covert transmission of commands [Patent for invention No. 2782337 H04K 1/06, H04L 9/06, H04L 29/02 ], which assumes that a random sequence of signs is generated at the control object, which is constantly transmitted to the controlled objects through the communication network, concealment of the issuance of commands is carried out by ensuring their unnoticeable inclusion in the composition and their identity, by their stochastic nature, of the sequence of continuously transmitted signals.

Недостаток способа и комплекса изделий для скрытной передачи команд заключается в том, что известный способ предназначен для скрытной передачи команд и не позволяет осуществлять передачу управления от внезапно вышедшего из строя основного (управляющего) пункта управления к резервному пункту управления в специальных системах.The disadvantage of the method and set of products for covert transmission of commands is that the known method is intended for covert transmission of commands and does not allow the transfer of control from a suddenly failed main (control) control point to a backup control point in special systems.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет обеспечения передачи управления от внезапно вышедшего из строя основного (управляющего) пункта управления к резервному пункту управления, а также упрощение алгоритма работы аппаратуры на каждом резервном пункте управления для контроля работоспособности более высоких по приоритету пунктов управления в специальных системах.The purpose of the invention is to expand functionality by ensuring the transfer of control from a suddenly failed main (control) control point to a backup control point, as well as to simplify the algorithm of operation of the equipment at each backup control point to monitor the performance of higher-priority control points in special systems .

Поставленная цель достигается тем, что способ и устройство для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта предполагает, что критерий выхода из строя основного (управляющего) ПУ основан на контроле выдачи случайной последовательности знаков управляющим ПУ и приема случайной последовательности знаков на резервных ПУ, в случае прекращения выдачи случайной последовательности знаков управляющим ПУ и соответственно приема случайной последовательности знаков на резервных ПУ принимается решение о невозможности управлять объектами управляющим ПУ и управление принимает работоспособный резервный ПУ с наивысшим приоритетом. Для этого на управляющем ПУ генерируется случайная последовательность знаков, которая постоянно передается на управляемые объекты и резервные ПУ через сеть связи, в случае внезапного выхода из строя основного (управляющего) пункта управления генерация и передача случайной последовательности знаков (цифр) прекращается и на резервных пунктах управления, при отсутствии принимаемой случайной последовательности знаков, запускается временной таймер, величина задержки которого определяется исходя из приоритета резервного пункта управления по формуле Ti=Δτ×i, где Ti - величина задержки для i-го резервного пункта управления; i - номер резервного пункта управления (i=1,…,K); K - количество резервных пунктов управления; Δτ - величина защитного временного интервала, при достижении времени min{Ti} i-ый работоспособный резервный пункт управления начинает генерировать случайную последовательность знаков, которая передается на управляемые объекты и резервные пункты управления через сеть связи, при получении на резервных пунктах управления случайной последовательности знаков от работоспособного резервного пункта управления с более высоким приоритетом запущенный таймер останавливается и устанавливается в исходное состояние.This goal is achieved by the fact that the method and device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post assumes that the failure criterion of the main (control) control center is based on monitoring the issuance of a random sequence of characters to control control points and the reception of a random sequence of characters at backup control points , in the event that the issuance of a random sequence of characters to the control PUs stops and, accordingly, the reception of a random sequence of characters at the backup PUs, a decision is made about the impossibility of managing objects by the managing PU and control is taken over by a functional backup PU with the highest priority. To do this, a random sequence of characters is generated at the control control point, which is constantly transmitted to controlled objects and backup control points via the communication network; in the event of a sudden failure of the main (control) control point, the generation and transmission of a random sequence of characters (digits) also stops at the backup control points , in the absence of a received random sequence of characters, a timer is started, the delay value of which is determined based on the priority of the backup control point using the formula T i =Δτ×i, where T i is the delay value for the i-th backup control point; i - number of the backup control point (i=1,…,K); K is the number of reserve control points; Δτ is the value of the protective time interval, when the time min{T i } is reached, the i-th operational backup control point begins to generate a random sequence of characters, which is transmitted to controlled objects and backup control points via the communication network, when a random sequence of characters is received at the backup control points from a functional backup control point with a higher priority, the running timer is stopped and reset to its initial state.

Для приема управления на себя каждый резервный ПУ, в зависимости от установленного приоритета, имеет различную временную задержку, определяемую таймером (чем выше приоритет, тем меньше временная задержка). Это позволяет исключить конфликты между резервными ПУ при приеме управления управляемыми объектами. Таким образом, работоспособный резервный пункт управления с наивысшим приоритетом принимает управление управляемыми объектами, т.к. он имеет наименьшую временную задержку.To take over control, each backup control unit, depending on the established priority, has a different time delay determined by a timer (the higher the priority, the shorter the time delay). This allows you to eliminate conflicts between backup control units when accepting control of managed objects. Thus, an operational backup control point with the highest priority takes over control of the managed objects, because it has the least time delay.

Рассмотрим реализацию предлагаемого способа аварийной передачи управления на примере.Let's consider the implementation of the proposed method of emergency transfer of control using an example.

Пусть в состав группировки командного пункта входят: основной пункт управления (ПУ0) и три резервных пункта управления (РПУ1, РПУ2, РПУ3). Предполагается, что каждый пункт управления (основной и любой из резервных) способен управлять М объектами управления (ОУ1 - ОУм) с помощью ограниченного набора команд. Пример данной структуры приведен на рисунке фиг. 1. Пусть динамика выхода из строя пунктов управления следующая: на 2 минуте после времени Ч - выход из строя первого резервного пункта управления РПУ1; на 4 минуте после времени Ч - выход из строя основного пункта управления ПУ0; на 5 минуте после времени Ч - выход из строя второго резервного пункта управления РПУ2. Данная динамика выхода из строя пунктов управления группировки проиллюстрирована на рисунке фиг. 2.Let the command post grouping include: the main control point (PU 0 ) and three reserve control points (RPU 1 , RPU 2 , RPU 3 ). It is assumed that each control point (main and any of the backup ones) is capable of controlling M control objects (OU 1 - OU m ) using a limited set of commands. An example of this structure is shown in Fig. 1. Let the dynamics of failure of control points be as follows: at 2 minutes after time H - failure of the first reserve control point RPU 1 ; at 4 minutes after time H - failure of the main control point PU 0 ; 5 minutes after time H - failure of the second reserve control point RPU 2 . This dynamics of failure of group control points is illustrated in Fig. 2.

При наступлении времени Ч основной пункт управления ПУ0 начинает генерировать случайную последовательность знаков, которая передается на управляемые объекты и резервные пункты управления через сеть связи, обеспечивая при этом скрытную передачу команд. Скрытная передача команд не является предметом данного изобретения, в связи, с чем описание способа скрытной передачи команд в данном изобретении приведено в конце описания.When time H arrives, the main control point PU 0 begins to generate a random sequence of characters, which is transmitted to controlled objects and backup control points through the communication network, while ensuring the secret transmission of commands. Covert transmission of commands is not the subject of this invention, and therefore a description of the method of covert transmission of commands in this invention is given at the end of the description.

Основной пункт управления ПУ0 генерирует случайную последовательность знаков до момента выхода его из строя (4-я минута после времени Ч). После прекращения выдачи случайной последовательности знаков основным пунктом управления ПУ0, в связи с отсутствием приема на резервных работоспособных пунктах управления РПУ2 и РПУ3 (РПУ1 вышел из строя на 2-ой минуте после времени Ч) запускается таймер. Установленное время таймера для РПУ2 - 2×Δτ; для РПУ3 - 3×Δτ. Через время 2×Δτ после прекращения выдачи случайной последовательности знаков основным пунктом управления ПУ0 в связи с его выходом из строя резервный работоспособный пункт управления РПУ2 принимает управление на себя и начинает генерировать и выдавать случайную последовательность знаков с возможностью скрытной выдачи команд. При получении от пункта управления РПУ2 сгенерированной случайной последовательности знаков на третьем резервном пункте управления РПУ3 осуществляются остановка и сброс запушенного таймера после времени 2×Δτ. Управляющим пунктом становится РПУ2 т.к. он из всех работоспособных имеет наивысший приоритет.The main control point PU 0 generates a random sequence of characters until it fails (4th minute after time H). After the issuance of a random sequence of characters by the main control point PU 0 ceases, due to the lack of reception at the reserve operational control points RPU 2 and RPU 3 (RPC 1 failed in the 2nd minute after time H), the timer starts. The set timer for RPU 2 is 2×Δτ; for RPU 3 - 3×Δτ. After a time of 2×Δτ after the main control point PU 0 stops issuing a random sequence of characters due to its failure, the reserve operational control point RPU 2 takes control and begins to generate and issue a random sequence of characters with the ability to secretly issue commands. Upon receipt of a generated random sequence of characters from the control point RPU 2 , the third reserve control point RPU 3 stops and resets the running timer after a time of 2×Δτ. RPU 2 becomes the control point because It has the highest priority among all functional ones.

При выходе из строя второго пункта управления РПУ2 на 5-ой минуте после времени Ч, через время 3×Δτ третий резервный пункт управления РПУ3 возьмет управления на себя описанным выше способом. Резервный пункт управления РПУ3 начинает генерировать и выдавать случайную последовательность знаков с возможностью скрытной выдачи команд. Динамика работы (генерация и выдача случайной последовательности знаков, с возможностью скрытной выдачи команд) основного и резервных пунктов управления для рассмотренного случая приведена на рисунке фиг. 3.If the second control point RPU 2 fails at the 5th minute after time H, after a time of 3×Δτ the third reserve control point RPU 3 will take over control in the manner described above. The reserve control point RPU 3 begins to generate and issue a random sequence of characters with the ability to secretly issue commands. The dynamics of operation (generation and issuance of a random sequence of characters, with the possibility of secretly issuing commands) of the main and backup control points for the case considered is shown in Fig. 3.

Таким образом, из описания способа передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта следует, что обеспечивается быстрая и бесконфликтная передача управления между резервными ПУ, при этом, в случае выхода из строя управляющего пункта, работоспособный резервный пункт управления с наивысшим приоритетом принимает на себя управление объектами. Кроме того, данный способ не требует наличия на каждом ПУ аппаратуры контроля работоспособности всех пунктов управления с более высоким приоритетом.Thus, from the description of the method of transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post, it follows that a fast and conflict-free transfer of control between backup control centers is ensured, while, in the event of a control point failure, a functional reserve control point with the highest priority takes over manage objects yourself. In addition, this method does not require the availability of equipment for monitoring the operability of all control points with higher priority at each control center.

Устройство для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта (фиг. 4), реализующее способ передачи управления между пунктами одного ранга, содержит на каждом резервном пункте управления датчик случайных чисел 1, элемент ИЛИ 2, передатчик 3, первый и второй элементы И 4, 8, задающий генератор 5, триггер 6, счетчик 7 с коэффициентом пересчета N (N длина кодового слова), блок памяти 9, блок выбора команды 10, дешифратор 11, приемное устройство 12, устройство контроля приема случайной последовательности знаков (цифр) 13, таймер 14, второй элемент ИЛИ 15, вход запуска 16. Причем вход запуска 16 подключен к входу второго элемента ИЛИ 15, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход - к входу запуска задающего генератора 5, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И 4, 8, ко вторым входам которых подключены соответственно нулевой и единичный выходы триггера 6, выход первого элемента И 4 подключен к управляющему входу датчика случайных чисел 1, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ 2, второй вход которого соединен с выходом блока памяти 9, а выход - с входом передатчика 3, выход второго элемента И 8 подключен к управляющему входу блока памяти 9 и к входу счетчика 7, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние триггера 6, управляющий выход блока выбора команды 10 соединен с входом установки в единичное состояние триггера 6, а информационные выходы соединены с входами дешифратора 11, выходы которого подключены к входам блока памяти 9, выход приемного устройства 12 подключен к входу устройства контроля приема случайной последовательности знаков (цифр) 13, первый выход которого подключен к входу запуска таймера 14, а второй выход - к входу останова и установки в исходное состояние таймер 14.A device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post (Fig. 4), which implements the method of transferring control between points of the same rank, contains at each reserve control point a random number sensor 1, an OR element 2, a transmitter 3, the first and second elements And 4, 8, master oscillator 5, trigger 6, counter 7 with conversion factor N (N is the length of the code word), memory unit 9, command selection unit 10, decoder 11, receiving device 12, device for monitoring the reception of a random sequence of characters (digits) 13, timer 14, second element OR 15, trigger input 16. Moreover, the trigger input 16 is connected to the input of the second element OR 15, the second input of which is connected to the output of the timer, and the output is to the trigger input of the master oscillator 5, the output of which is connected to the first inputs the first and second elements AND 4, 8, to the second inputs of which the zero and unit outputs of the trigger 6 are connected, respectively, the output of the first element AND 4 is connected to the control input of the random number sensor 1, the output of which is connected to the first input of the OR element 2, the second input of which is connected with the output of memory block 9, and the output - with the input of transmitter 3, the output of the second element AND 8 is connected to the control input of memory block 9 and to the input of counter 7, the output of which is connected to the input of setting the trigger to the zero state 6, the control output of command selection block 10 connected to the input of setting the single state of the trigger 6, and the information outputs are connected to the inputs of the decoder 11, the outputs of which are connected to the inputs of the memory block 9, the output of the receiving device 12 is connected to the input of the device for monitoring the reception of a random sequence of characters (digits) 13, the first output of which is connected to the start input of timer 14, and the second output to the stop input and reset timer 14.

Работает устройство следующим образом.The device works as follows.

В исходном состоянии триггер 6 находится в нулевом состоянии, в блок памяти 9 записаны кодовые слова, соответствующие передаваемым командам.In the initial state, trigger 6 is in the zero state; code words corresponding to the transmitted commands are written to memory block 9.

На основном пункте управления при подаче импульса на вход 16 задающий генератор 5 вырабатывает с заданной частотой импульсы, которые поступают на первые входы первого и второго элементов И 4, 8. Так как открыт первый элемент И 4 высоким потенциалом с нулевого выхода триггера 6, то с выхода первого элемента И 4 импульсы поступают на управляющий вход датчика случайных чисел 1, и последовательность случайных чисел с выхода датчика случайных чисел 1 поступает через элемент ИЛИ 2 на вход передатчика 3 и передается с управляющего объекта на управляемые объекты и резервные пункты управления. На резервном пункте управления принимаемая приемником 12 последовательность случайных чисел поступает на вход устройства контроля приема случайной последовательности знаков (цифр) 13.At the main control point, when a pulse is applied to input 16, the master oscillator 5 generates pulses at a given frequency, which arrive at the first inputs of the first and second elements AND 4, 8. Since the first element AND 4 is opened with a high potential from the zero output of trigger 6, then with From the output of the first element AND 4, pulses are sent to the control input of the random number sensor 1, and a sequence of random numbers from the output of the random number sensor 1 is supplied through the OR element 2 to the input of the transmitter 3 and is transmitted from the control object to the controlled objects and backup control points. At the backup control point, the sequence of random numbers received by the receiver 12 is fed to the input of the device for monitoring the reception of a random sequence of characters (digits) 13.

При случайном кратковременном прекращении передачи последовательности случайных чисел основным (управляющим) пунктом управления на каждом резервном пункте управления на вход устройства контроля приема случайной последовательности знаков 13 последовательность случайных чисел не поступает. На каждом резервном пункте управления при прекращении поступления на вход устройства контроля приема случайной последовательности знаков 13 запускается таймер 14. При возобновлении передачи на вход устройства контроля приема случайной последовательности знаков 13 поступает последовательность случайных знаков. Получив от основного пункта управления сгенерированную случайную последовательность знаков, на резервных пунктах управления по сигналу от устройства контроля приема случайной последовательности знаков 13 осуществляются остановка и сброс запушенного таймера 14.In the event of an accidental short-term interruption of the transmission of a sequence of random numbers by the main (control) control point at each backup control point, the sequence of random numbers is not received at the input of the device for monitoring the reception of a random sequence of characters 13. At each backup control point, when the arrival of a random sequence of characters 13 at the input control device stops, timer 14 is started. When transmission resumes, a sequence of random characters arrives at the input of the random character sequence control device 13. Having received a generated random sequence of characters from the main control point, at the reserve control points, based on a signal from the device for monitoring the reception of a random sequence of characters 13, the running timer 14 is stopped and reset.

В случае внезапного выхода из строя основного (управляющего) пункта управления передача последовательности случайных чисел от основного (управляющего) пункта управления прекращается и на вход устройства контроля приема случайной последовательности знаков 13 последовательность случайных чисел не поступает. На каждом резервном пункте управления при прекращении поступления на вход устройства контроля приема случайной последовательности знаков 13 запускается таймер 14. Т.к. установленная длительность таймера 14 на всех резервных пунктах управления различная в зависимости от приоритета (чем выше приоритет, тем установка длительности таймера меньше), то на резервном пункте управления с самым высоким приоритетом, из всех работоспособных, сработает таймер 14, который через элемент ИЛИ 15 запустит задающий генератор 5. Задающий генератор 5 вырабатывает с заданной частотой импульсы, которые поступают на первые входы первого и второго элементов И 4, 8. Так как открыт первый элемент И 4 высоким потенциалом с нулевого выхода триггера 6, то с выхода первого элемента И 4 импульсы поступают на управляющий вход датчика случайных чисел 1, и последовательность случайных чисел с выхода датчика случайных чисел 1 поступает через элемент ИЛИ 2 на вход передатчика 3 и передается с резервного пункта управления с самым высоким приоритетом, из всех работоспособных, на управляемые объекты и резервные пункты управления. Резервный пункт управления с самым высоким приоритетом из всех работоспособных автоматически примет управление объектами и сможет осуществлять скрытную выдачу управляющих команд.In the event of a sudden failure of the main (control) control point, the transmission of a sequence of random numbers from the main (control) control point is stopped and the sequence of random numbers is not received at the input of the random sequence of characters reception control device 13. At each backup control point, when a random sequence of characters 13 is received at the input of the reception control device, timer 14 is started. the set duration of timer 14 at all backup control points is different depending on the priority (the higher the priority, the shorter the timer duration is set), then at the backup control point with the highest priority, of all operational ones, timer 14 will work, which will start through element OR 15 master oscillator 5. Master oscillator 5 generates pulses at a given frequency, which arrive at the first inputs of the first and second elements AND 4, 8. Since the first element AND 4 is opened with a high potential from the zero output of trigger 6, then from the output of the first element AND 4 pulses arrive at the control input of the random number sensor 1, and the sequence of random numbers from the output of the random number sensor 1 is supplied through the OR element 2 to the input of the transmitter 3 and is transmitted from the backup control point with the highest priority, of all operational ones, to controlled objects and backup control points . The reserve control point with the highest priority among all operational ones will automatically take control of the objects and will be able to secretly issue control commands.

Скрытная выдача управляющих команд осуществляется следующим образом.The covert issuance of control commands is carried out as follows.

В исходном состоянии триггер 6 находится в нулевом состоянии, в блок памяти 9 записаны кодовые слова, соответствующие передаваемым командам.In the initial state, trigger 6 is in the zero state; code words corresponding to the transmitted commands are written to memory block 9.

При запуске задающий генератор 5 вырабатывает с заданной частотой импульсы, которые поступают на первые входы первого и второго элементов И 4, 8. Т.к. открыт первый элемент И 4 высоким потенциалом с нулевого выхода триггера 6, то с выхода первого элемента И 4 импульсы поступают на управляющий вход датчика случайных чисел 1, и последовательность случайных чисел с выхода датчика случайных чисел 1 поступает через элемент ИЛИ 2 на вход передатчика 3 и передается с управляющего объекта на управляемые объекты и резервные пункты. На управляемом объекте принимаемая приемником последовательность случайных чисел поступает на вход сдвигающего регистра, а затем сравнивается со значениями кодовых слов, записанных в памяти.When starting, the master oscillator 5 generates pulses at a given frequency, which arrive at the first inputs of the first and second elements AND 4, 8. Because the first element AND 4 is opened with a high potential from the zero output of trigger 6, then from the output of the first element AND 4 pulses are supplied to the control input of random number sensor 1, and a sequence of random numbers from the output of random number sensor 1 is supplied through element OR 2 to the input of transmitter 3 and transmitted from the control object to managed objects and backup points. At the controlled object, the sequence of random numbers received by the receiver is sent to the input of the shift register and then compared with the values of the codewords stored in memory.

Длина случайной последовательности знаков кодового слова определяется исходя из предельно допустимой вероятности случайного пропуска выданной команды и вероятности случайного формирования команды или трансформации постоянно передаваемой случайной последовательности в ложно сформированную команду на управляемом объекте.The length of a random sequence of codeword characters is determined based on the maximum permissible probability of accidentally missing an issued command and the probability of accidentally generating a command or transforming a constantly transmitted random sequence into a falsely generated command on a controlled object.

Выбор рациональной длины mp команды (слова из n знаков, представляемых d - разрядным двоичным кодом) осуществляется с учетом соотношения двух вероятностей:The choice of the rational length m p of a command (a word of n characters represented by a d-bit binary code) is carried out taking into account the ratio of two probabilities:

а) вероятности Рпк пропуска команды объектом управления на приемном конце (при выданной команде управляющим объектом);a) the probability P pc of missing a command by the control object at the receiving end (if the command is issued by the control object);

б) вероятности Рлк получения управляемым объектом ложной команды в результате ее случайного формирования на передающем конце или трансформации случайной последовательности в набор знаков, соответствующих какой-либо команде из заданного набора.b) the probability P lk of the controlled object receiving a false command as a result of its random formation at the transmitting end or the transformation of a random sequence into a set of characters corresponding to any command from a given set.

Определение величин Рпк, Рлк и рациональной длины команды шр из возможных значений m=dn производится при следующих допущениях:The determination of the values of P pk , P lk and the rational length of the command sh p from the possible values m=dn is made under the following assumptions:

1) Выборка слов (команд) из списка N=2m слов сводится к схеме случаев.1) A selection of words (commands) from a list of N=2 m words is reduced to a scheme of cases.

2) Вероятность Рвс выборки одного конкретного слова равна2) The probability Pc of the entire sample of one specific word is equal to

3) Рациональная длина команды должна соответствовать ограничениям на предельно допустимые значения Рпк и Рлк.3) The rational length of the command must correspond to the restrictions on the maximum permissible values of R pk and R lk .

4) Вероятность Рпк определяется по формуле4) Probability P pc is determined by the formula

где Рб - вероятность искажения в канале связи одного бита при передаче слов (команд).where P b is the probability of distortion of one bit in the communication channel when transmitting words (commands).

Вероятность Рлк определяется по формулеThe probability P lx is determined by the formula

где m - длина слова из n знаков, представленных d - разрядным кодом;where m is the length of a word of n characters, represented by d - bit code;

r - число двоичных разрядов, не совпадающих у команды и конкретного слова из возможных N=2m вариантов слов (команд).r is the number of binary bits that do not match between a command and a specific word out of possible N=2 m variants of words (commands).

- число сочетаний из m по r. - number of combinations from m to r.

Нормирующее условиеNormalizing condition

Ограничивающее условиеLimiting condition

Соотношение (1) показывает, что величина Рпк возрастает с ростом m.Relationship (1) shows that the value of P pc increases with increasing m.

Соотношение (2) показывает, что величина Рлк убывает с ростом m.Relationship (2) shows that the value of P lx decreases with increasing m.

Способ определения величины тр иллюстрируется рисунком (Фиг. 5).The method for determining the value of t r is illustrated in the figure (Fig. 5).

На рисунке (Фиг. 5) обозначены:The figure (Fig. 5) indicates:

- предельно допустимое значение Рпк; - maximum permissible value R pk ;

- предельно допустимое значение Рлк; - maximum permissible value of R lk ;

mв - верхнее предельно допустимое значение m;m in - upper maximum permissible value of m;

mн - нижнее предельно допустимое значение m.m n - lower maximum permissible value of m.

Величина mp должна соответствовать условиюThe value m p must correspond to the condition

где mв - верхнее предельно допустимое значение m;where m in is the upper maximum permissible value of m;

mн - нижнее предельно допустимое значение m.m n - lower maximum permissible value of m.

При необходимости передачи требуемой команды из блока выбора команды 10 с помощью дешифратора 11 осуществляется выбор кодового слова из блока памяти 9, которое соответствует нужной команде. С управляющего выхода блока выбора команды 10 триггер 6 устанавливается в единичное состояние. Первый элемент И 4 закрывается, а второй элемент И 8 открывается. Импульсы с выхода задающего генератора 5 поступают на вход счетчика 7 и управляющий вход блока памяти 9, и нужное кодовое слово с выхода блока 9 поступает через элемент ИЛИ 2 на вход передатчика 3. При поступлении N импульсов с выхода второго элемента И триггер 6 сигналом с выхода счетчика 7 установится в нулевое состояние и на вход передатчика будет поступать последовательность случайных чисел описанным выше образом.If it is necessary to transmit the required command from the command selection block 10, using the decoder 11, a code word is selected from the memory block 9, which corresponds to the desired command. From the control output of the command selection block 10, trigger 6 is set to the single state. The first element And 4 is closed, and the second element And 8 is opened. Pulses from the output of the master oscillator 5 are supplied to the input of the counter 7 and the control input of the memory block 9, and the desired code word from the output of block 9 is supplied through the OR element 2 to the input of the transmitter 3. When N pulses are received from the output of the second element, AND trigger 6 is signaled from the output counter 7 will be set to zero and a sequence of random numbers will be received at the transmitter input in the manner described above.

На управляемом объекте принимаемое приемником кодовое слово поступает на вход сдвигающего регистра, значение которого сравнивается со значениями кодовых слов, записанных в памяти. При совпадении принятого кодового слова с кодовым словом, записанным в памяти, на выходе соответствующего блока сравнения появится сигнал совпадения, который поступит в шифратор, на выходе которого будет код переданной команды.On the controlled object, the codeword received by the receiver is sent to the input of a shift register, the value of which is compared with the values of the codewords stored in memory. If the received codeword matches the codeword stored in memory, a match signal will appear at the output of the corresponding comparison block, which will go to the encoder, the output of which will be the code of the transmitted command.

Количество кодовых слов на управляющем объекте соответствует количеству передаваемых команд, количество кодовых слов на управляемом объекте соответствует количеству принимаемых команд, при этом обеспечивается циркулярная, избирательная и циркулярно-избирательная передача команд, для циркулярной передачи кодовое слово, соответствующее передаваемой команде, записывается в память на всех управляемых объектах, для избирательной передачи кодовое слово, соответствующее передаваемой команде, записывается в память только на одном из всех управляемых объектов, для циркулярно-избирательной передачи команды кодовое слово, соответствующее передаваемой команде, записывается в память группы управляемых объектов.The number of code words on the control object corresponds to the number of transmitted commands, the number of code words on the controlled object corresponds to the number of received commands, while circular, selective and circular-selective transmission of commands is provided, for circular transmission the code word corresponding to the transmitted command is recorded in memory on all controlled objects, for selective transmission, the code word corresponding to the transmitted command is recorded in memory only on one of all controlled objects; for circular selective transmission of a command, the code word corresponding to the transmitted command is recorded in the memory of a group of controlled objects.

Выдача команды из блока памяти на управляющем объекте и ее передача, а также переключение процесса с выдачи команды на возобновление передачи прикрывающей команду генерируемой случайной последовательности производится без разрыва случайной последовательности или задержки передаваемых знаков.Issuing a command from a memory block on the control object and transmitting it, as well as switching the process from issuing a command to resuming the transmission of a generated random sequence covering the command is carried out without breaking the random sequence or delaying the transmitted characters.

Из описания работы видно, что происходит бесшовное включение кодового слова в последовательность случайных чисел, что позволяет обеспечить скрытность передачи команды.From the description of the work it is clear that the code word is seamlessly included in a sequence of random numbers, which allows for the secrecy of command transmission.

В материалах заявки для характеристики предложенного способа передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта использованы такие признаки, как совокупность действий и порядок выполнения действий во времени.In the application materials, to characterize the proposed method of transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post, such features as a set of actions and the order of execution of actions in time are used.

Сущность изобретения как технического решения выражается в совокупности существенных признаков, достаточной для решения указанной проблемы и получения обеспечиваемого изобретением технического результата.The essence of the invention as a technical solution is expressed in a set of essential features sufficient to solve the specified problem and obtain the technical result provided by the invention.

Приведенные признаки изобретения относятся к существенным, т.к. они влияют на возможность решения указанной технической проблемы и получения технического результата, то есть находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.The given features of the invention are essential, because they influence the possibility of solving the specified technical problem and obtaining a technical result, that is, they are in a cause-and-effect relationship with the specified result.

Технический результат предлагаемого способа и устройства для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта - повышение оперативности передачи управления от внезапно вышедшего из строя основного (управляющего) пункта управления к резервному пункту управления в специальных системах. Кроме того, предлагаемый способ и устройство для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта не требует наличия на каждом резервном пункте управления оборудования для контроля работоспособности основного и более высоких по приоритету резервных пунктов управления.The technical result of the proposed method and device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post is to increase the efficiency of transferring control from a suddenly failed main (control) control point to a backup control point in special systems. In addition, the proposed method and device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post does not require equipment at each backup control point to monitor the performance of the main and higher-priority backup control points.

Claims (2)

1. Способ передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта, заключающийся в том, что на управляющем объекте генерируется случайная последовательность знаков, которая постоянно передается на управляемые объекты и резервные пункты управления через сеть связи, при внезапном выходе из строя основного (управляющего) пункта управления генерация и передача случайной последовательности знаков с управляющего пункта прекращается, а на резервных пунктах управления осуществляется контроль приема случайной последовательности знаков с управляющего пункта и в случае отсутствия принимаемой случайной последовательности знаков, запускается временной таймер, величина задержки которого определяется исходя из приоритета резервного пункта управления по формуле Ti=Δτ×i, где Ti - величина задержки для i-го резервного пункта управления; i - номер резервного пункта управления (i=1, K); K - количество резервных пунктов управления; Δτ - величина защитного временного интервала, при достижении времени min{Ti} i-ый работоспособный резервный пункт управления принимает управление на себя и начинает генерировать случайную последовательность знаков, которая передается на управляемые объекты и резервные пункты управления через сеть связи, получив на резервных пунктах управления случайную последовательность знаков от работоспособного резервного пункта управления с более высоким приоритетом, запущенный таймер останавливается и устанавливается в исходное состояние.1. A method of transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command post, which consists in the fact that a random sequence of characters is generated at the control object, which is constantly transmitted to controlled objects and backup control points via a communication network, in the event of a sudden failure of the main (managing) ) at the control point, the generation and transmission of a random sequence of characters from the control point is stopped, and at the reserve control points, the reception of a random sequence of characters from the control point is monitored and in the absence of a received random sequence of characters, a timer is started, the delay value of which is determined based on the priority of the reserve point control according to the formula T i =Δτ×i, where T i is the delay value for the i-th backup control point; i - number of the reserve control point (i=1, K); K is the number of reserve control points; Δτ is the value of the protective time interval, when the time min{T i } is reached, the i-th operational reserve control point takes over control and begins to generate a random sequence of characters, which is transmitted to controlled objects and reserve control points through the communication network, having received at the reserve points control a random sequence of characters from a functional backup control point with a higher priority, the running timer is stopped and set to its initial state. 2. Устройство для передачи управления между пунктами одного ранга при реализации распределенного командного пункта, реализующее способ по п. 1, содержащее на управляющем объекте и резервных пунктах управления передающий блок, задающий генератор, первый и второй элементы И, датчик случайных чисел, элемент ИЛИ, триггер, счетчик с заданным коэффициентом пересчета, блок выбора команды, дешифратор, блок памяти, причем вход устройства соединен с входом запуска задающего генератора, выход которого соединен с первыми входами первого и второго элементов И, вторые входы которых соединены соответственно с нулевым и единичным выходами триггера, выход первого элемента И соединен с управляющим входом датчика случайных чисел, выход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу блока памяти, а выход - к передающему блоку, управляющий выход блока выбора команды соединен с входом установки в единичное состояние триггера, информационные выходы блока выбора команды соединены с входами дешифратора, выходы которого подключены к входам блока памяти, выход второго элемента И соединен с управляющим входом блока памяти и с входом счетчика с заданным коэффициентом пересчета, выход которого подключен к входу установки в нулевое состояние триггера, отличающийся тем, что в устройство введены приемное устройство, устройство контроля приема случайной последовательности знаков, таймер, второй элемент ИЛИ, причем вход запуска подключен к входу второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом таймера, а выход - к входу запуска задающего генератора, выход приемного устройства подключен к входу устройства контроля приема случайной последовательности знаков, первый выход которого подключен к входу запуска таймера, а второй выход - к входу останова и установки в исходное состояние таймера.2. A device for transferring control between points of the same rank when implementing a distributed command point, implementing the method according to claim 1, containing at the control object and backup control points a transmitting unit, a master generator, the first and second AND elements, a random number sensor, an OR element, trigger, counter with a given conversion factor, command selection unit, decoder, memory unit, the input of the device is connected to the start input of the master oscillator, the output of which is connected to the first inputs of the first and second AND elements, the second inputs of which are connected, respectively, to the zero and one outputs of the trigger , the output of the first AND element is connected to the control input of the random number sensor, the output of which is connected to the first input of the OR element, the second input of which is connected to the output of the memory block, and the output to the transmitting block, the control output of the command selection block is connected to the input of setting the unit state trigger, the information outputs of the command selection block are connected to the inputs of the decoder, the outputs of which are connected to the inputs of the memory block, the output of the second element AND is connected to the control input of the memory block and to the input of a counter with a given conversion factor, the output of which is connected to the input of setting the trigger to the zero state, characterized in that the device contains a receiving device, a device for monitoring the reception of a random sequence of characters, a timer, a second OR element, and the trigger input is connected to the input of the second OR element, the second input of which is connected to the output of the timer, and the output is connected to the trigger input of the master oscillator, the output of the receiving device is connected to the input of the device for monitoring the reception of a random sequence of characters, the first output of which is connected to the start input of the timer, and the second output is connected to the input of stopping and resetting the timer.
RU2023103745A 2023-02-17 Method and device for transferring control between points of same rank when implementing distributed command point RU2808958C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2808958C1 true RU2808958C1 (en) 2023-12-05

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060071775A1 (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Otto Kevin L Remote field command post
US20060199531A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Harris Corporation Communications system using separate receive and transmit frequency hopping hopsets
US20060238331A1 (en) * 2003-07-01 2006-10-26 Healthpia America Co., Ltd. Military wireless communication terminal
RU2342696C1 (en) * 2007-06-01 2008-12-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of controlling shutdown of faulty and/or inactivated system objects, and substitution redundant system for implementing method
RU2676893C1 (en) * 2018-01-31 2019-01-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method of construction of distributed control point in conditions of opening and external destructive effects of attacker
RU2782337C1 (en) * 2021-06-15 2022-10-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method and complex of products for covert transmission of commands

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060238331A1 (en) * 2003-07-01 2006-10-26 Healthpia America Co., Ltd. Military wireless communication terminal
US20060071775A1 (en) * 2004-09-22 2006-04-06 Otto Kevin L Remote field command post
US20060199531A1 (en) * 2005-03-07 2006-09-07 Harris Corporation Communications system using separate receive and transmit frequency hopping hopsets
RU2342696C1 (en) * 2007-06-01 2008-12-27 Открытое акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" Method of controlling shutdown of faulty and/or inactivated system objects, and substitution redundant system for implementing method
RU2676893C1 (en) * 2018-01-31 2019-01-11 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method of construction of distributed control point in conditions of opening and external destructive effects of attacker
RU2782337C1 (en) * 2021-06-15 2022-10-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение "4 Центральный научно-исследовательский институт" Министерства обороны Российской Федерации Method and complex of products for covert transmission of commands

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR860002213B1 (en) Loop transmission system
US4745597A (en) Reconfigurable local area network
US4161718A (en) Supervisory control system
US4432054A (en) Loop data transmission control method and system
US4127845A (en) Communications system
US8675805B2 (en) Automated periodic surveillance testing method and apparatus in digital reactor protection system
WO2016209115A1 (en) Safety control system for a nuclear power plant
RU2808958C1 (en) Method and device for transferring control between points of same rank when implementing distributed command point
US7836208B2 (en) Dedicated redundant links in a communicaton system
CN109739804A (en) Multiplying 2 based on 2 takes the security platform of 2 frameworks to input consistency comparison method
US4667321A (en) Input-output multiplexer-demultiplexer communications channel
US3719930A (en) One-bit data transmission system
JPS6041372B2 (en) Connection method for multiple data processing devices
RU2177179C1 (en) Burglar and fire alarm system
JP2021106373A (en) Wired network transmission data
US5095481A (en) Technique for active synchronization of the content induced transaction overlap (CITO) communication channel
US10439841B2 (en) Network interface, network and method for data transmission within the network
JP2885800B2 (en) Dual processing equipment
RU2006955C1 (en) System for remote control of controlled object
JPH09198103A (en) Device state information method
JPS61213932A (en) Decentralized duplex computer system and its control method
US3427590A (en) Priority and regular message pickup from multistation line data station transmitters
SU1032601A1 (en) Device for switching-over stand-by units of remote control system
JPS59122149A (en) Fault supervisory system
SU1104515A1 (en) Firmware control device