RU2736528C1 - Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements - Google Patents

Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements Download PDF

Info

Publication number
RU2736528C1
RU2736528C1 RU2020116932A RU2020116932A RU2736528C1 RU 2736528 C1 RU2736528 C1 RU 2736528C1 RU 2020116932 A RU2020116932 A RU 2020116932A RU 2020116932 A RU2020116932 A RU 2020116932A RU 2736528 C1 RU2736528 C1 RU 2736528C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
distribution
communication network
control system
distributed communication
apu
Prior art date
Application number
RU2020116932A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Георгиевич Анисимов
Евгений Георгиевич Анисимов
Владимир Степанович Малиновский
Сергей Юрьевич Сысуев
Андрей Сергеевич Белов
Егор Леонидович Трахинин
Малика Абдимуратовна Давлятова
Виктор Петрович Бышовец
Роман Федорович Усиков
Original Assignee
Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Михайловская военная артиллерийская академия" Министерства обороны Российской Федерации
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Михайловская военная артиллерийская академия" Министерства обороны Российской Федерации filed Critical Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Михайловская военная артиллерийская академия" Министерства обороны Российской Федерации
Priority to RU2020116932A priority Critical patent/RU2736528C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2736528C1 publication Critical patent/RU2736528C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F9/00—Arrangements for program control, e.g. control units
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B17/00—Monitoring; Testing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)

Abstract

FIELD: complex technical systems modeling.SUBSTANCE: technical result is achieved by the possibility of simulating minimal destructive effects (R) per each WAN SCS element, at which the WAN SCS element with a given probability in accordance with the distribution law becomes inoperative, simulation of maximum load (H) on WAN SCS, formation of reliability assessment models of WAN SCS using different laws of distribution of random variables (R) and (H), selecting a model with a dominant distribution law of random variables (R) and (H), comparing the obtained SP values with the required value based on the selected dominant distribution law.EFFECT: technical result consists in improvement of evaluation reliability of simulated processes.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области моделирования сложных технических систем и может быть использовано при их проектировании и реконфигурации распределенных сетей связи.The invention relates to the field of modeling complex technical systems and can be used in their design and reconfiguration of distributed communication networks.

Толкование терминов, используемых в заявке.Interpretation of terms used in the application.

Под распределенными сетями связи (РСС) вышестоящей системы управления (ВСУ) понимаются первичные сети связи, различающиеся используемой средой распространения сигнала и (или) развернутые на их базе вторичные сети связи, различающиеся реализуемым видом электросвязи (типом передаваемых сообщений, прикладной службой передачи данных) (Гаранин М.В. и др. Системы и сети передачи информации: Учеб. пособие для ВУЗов. - М.: Радио и связь, 2001. - 336 с., стр. 13-19; Ермишян А.Г. Теоретические основы построения систем военной связи в объединениях и соединениях: Учебник. Часть 1. Методологические основы построения организационно-технических систем военной связи. СПб.: ВАС, 2005. - 740 с., стр. 74).Distributed communication networks (RCC) of a superior control system (APU) are understood as primary communication networks that differ in the used signal propagation medium and (or) secondary communication networks deployed on their basis, differing in the type of telecommunication implemented (type of transmitted messages, application data transmission service) ( Garanin M.V. et al. Information transmission systems and networks: Textbook for universities. - M .: Radio and communication, 2001. - 336 p., Pp. 13-19; Ermishyan A.G. Theoretical foundations of systems construction military communications in large units and formations: Textbook. Part 1. Methodological foundations of building organizational and technical systems of military communications. St. Petersburg: VAS, 2005. - 740 p., p. 74).

Под надежностью понимается свойство объекта сохранять во времени способность выполнять функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования (ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения - М.: Стандартинформ, 2015. - 24 с., стр. 2).Reliability is understood as the property of an object to retain over time the ability to perform functions in specified modes and conditions of use, maintenance, storage and transportation (GOST 27.002-2015. Reliability in technology. Terms and definitions - M .: Standartinform, 2015. - 24 p., page 2).

Известен способ, реализованный в изобретении «Способ формирования защищенной системы связи, интегрированной с Единой сетью электросвязи в условиях внешних деструктивных воздействий», патент RU №2544786, Н04В 7/24, G06F 21/00, опубликованный 20.03.2015, бюл. №8. Способ заключается в моделировании процессов: формирования РСС, измерения и анализе используемого ресурса единой сети электросвязи (ЕСЭ), прогнозирования состояния ресурса ЕСЭ, применения РСС по назначению.The known method implemented in the invention "Method of forming a secure communication system, integrated with the Unified telecommunication network in conditions of external destructive influences", patent RU No. 2544786, Н04В 7/24, G06F 21/00, published 03/20/2015, bull. No. 8. The method consists in modeling the processes: forming the RCC, measuring and analyzing the used resource of the unified telecommunication network (ESN), predicting the state of the ESE resource, using the RCC for its intended purpose.

Наиболее близким по своей технической сущности и выполняемым функциям аналогом-прототипом к заявленному, является способ, реализованный в изобретении РФ «Способ моделирования процессов управления и связи на распределенной территории», патент РФ №2631970, G06F 9/00, опубликованный 29.09.2017, бюл. №28. Способ-прототип заключается в моделировании топологии РСС ВСУ, моделировании перемещения элементов РСС ВСУ, моделировании необходимых способов привязки к узлам связи, моделировании определения используемого ресурса, моделировании применения сформированной РСС ВСУ по назначению, моделировании процесса взаимодействия, моделировании основных процессов управления: сбор, обработку, анализ данных, передачу управляющих команд, оценивании степени удовлетворения абонентов РСС ВСУ телекоммуникационными услугами.The closest analogue-prototype to the claimed one in its technical essence and performed functions is the method implemented in the invention of the Russian Federation "Method for modeling control and communication processes in a distributed territory", RF patent No. 2631970, G06F 9/00, published 09/29/2017, bulletin ... No. 28. The prototype method consists in modeling the topology of the DCS of the APU, modeling the movement of the elements of the DCS of the APU, modeling the necessary methods of binding to communication nodes, modeling the definition of the resource used, modeling the application of the generated DCS APU for its intended purpose, modeling the interaction process, modeling the main control processes: collection, processing data analysis, transmission of control commands, assessment of the degree of satisfaction of RCC APU subscribers with telecommunication services.

Данный способ был выбран за основу в качестве прототипа для заявленного способа.This method was chosen as a basis as a prototype for the claimed method.

Технической проблемой в данной области является низкая достоверность оценки моделируемых процессов из-за отсутствия возможности: моделирования минимальных деструктивных воздействий (R) на каждый элемент РСС ВСУ, при которых элемент РСС ВСУ с заданной вероятностью в соответствии с законом распределения переходит в неработоспособное состояние, моделирования максимальной нагрузки (H) на РСС ВСУ, формирования моделей оценки надежности РСС ВСУ с использованием различных законов распределения случайных величин (R) и (H), выбора модели с доминирующим законом распределения случайных величин (R) и (H), сравнения полученных значений ВБР с требуемым значением с учетом выбранного доминирующего закона распределения.A technical problem in this area is the low reliability of the assessment of the simulated processes due to the lack of the possibility of: modeling the minimum destructive effects (R) on each element of the DCS of the APU, in which the element of the DCS of the APU with a given probability in accordance with the distribution law goes into an inoperative state, modeling the maximum load (H) on the RCS of the APU, the formation of models for assessing the reliability of the RCS of the APU using various laws of distribution of random variables (R) and (H), the choice of a model with a dominant distribution law of random variables (R) and (H), comparison of the obtained the required value, taking into account the chosen dominant distribution law.

Техническая проблема решается созданием способа моделирования РСС ВСУ с необходимым уровнем надежности, обеспечивающего возможность повысить достоверность оценки моделируемых процессов за счет возможности: моделирования минимальных деструктивных воздействий (R) на каждый элемент РСС ВСУ, при которых элемент РСС ВСУ с заданной вероятностью в соответствии с законом распределения переходит в неработоспособное состояние, моделирования максимальной нагрузки (H) на РСС ВСУ, формирования моделей оценки надежности РСС ВСУ с использованием различных законов распределения случайных величин (R) и (H), выбора модели с доминирующим законом распределения случайных величин (R) и (H), сравнения полученных значений ВБР с требуемым значением с учетом выбранного доминирующего закона распределения.The technical problem is solved by creating a method for modeling the DCS of the APU with the required level of reliability, which provides the ability to increase the reliability of the assessment of the simulated processes due to the possibility of: modeling the minimum destructive effects (R) on each element of the DCS of the APU, at which the DCS element of the APU with a given probability in accordance with the distribution law turns into an inoperative state, modeling the maximum load (H) on the DCS of the APU, the formation of models for assessing the reliability of the DCS of the APU using various laws of distribution of random variables (R) and (H), the choice of a model with a dominant distribution of random variables (R) and (H ), comparing the obtained FBG values with the required value, taking into account the chosen dominant distribution law.

Техническая проблема решается тем, что способ моделирования РСС ВСУ с необходимым уровнем надежности ее элементов заключающийся в том, что моделируют структуру и топологию РСС ВСУ, моделируют основные процессы управления, оценивают степень удовлетворения абонентов РСС ВСУ телекоммуникационными услугами, согласно изобретению дополнен следующими действиями: моделируют минимальные деструктивные воздействия (R) на каждый элемент РСС ВСУ, при которых элемент РСС ВСУ с заданной вероятностью в соответствии с законом распределения переходит в неработоспособное состояние, моделируют максимальную нагрузку (H) на РСС ВСУ, формируют модели оценки надежности РСС ВСУ с использованием различных законов распределения случайных величин (R) и (H), выбирают модель с доминирующим законом распределения случайных величин (R) и (H), сравнивают полученные значения ВБР с требуемым значением с учетом выбранного доминирующего закона распределения.The technical problem is solved by the fact that the method of modeling the DCS of the APU with the required level of reliability of its elements, which consists in modeling the structure and topology of the DCS of the APU, modeling the main control processes, assessing the degree of satisfaction of the DCS APU subscribers with telecommunication services, according to the invention, is supplemented by the following actions: destructive influences (R) on each element of the RCS of the APU, at which the element of the RCS of the APU with a given probability in accordance with the distribution law goes into an inoperative state, simulate the maximum load (H) on the RCS of the APU, form models for assessing the reliability of the RCS of the APU using various distribution laws random variables (R) and (H), choose a model with a dominant law of distribution of random variables (R) and (H), compare the obtained FBG values with the required value, taking into account the chosen dominant distribution law.

Проведенный анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного способа, отсутствуют. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art made it possible to establish that there are no analogs characterized by sets of features identical to all features of the claimed method. Therefore, the claimed invention meets the “novelty” requirement of patentability.

Результаты поиска известных решений в данной и смежной областях техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипов признаками заявленного изобретения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявленного изобретения на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The results of the search for known solutions in this and related fields of technology in order to identify features that match the distinctive features of the prototypes of the features of the claimed invention, have shown that they do not follow explicitly from the prior art. The prior art determined by the applicant has not revealed the influence of the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result. Therefore, the claimed invention meets the "inventive step" requirement of patentability.

«Промышленная применимость» способа обусловлена наличием элементной базы, на основе которой могут быть выполнены устройства, реализующие данный способ.The "industrial applicability" of the method is due to the presence of an element base, on the basis of which devices that implement this method can be made.

Заявленный способ поясняется чертежами, на которых, показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:

фиг. 1 - блок-схема процесса моделирования РСС ВСУ с необходимым уровнем надежности ее элементов;fig. 1 - block diagram of the process of modeling the RCS of the APU with the required level of reliability of its elements

фиг. 2 - зависимость ΔP = ƒ(η) при v H = v R = 0,3;fig. 2 - dependence ΔP = ƒ (η) at v H = v R = 0.3;

фиг. 3 - зависимость ΔP = ƒ(η) при v H = v R = 0,2.fig. 3 - dependence ΔP = ƒ (η) at v H = v R = 0.2.

Реализовать заявленный способ можно в виде блок-схемы процесса моделирования РСС ВСУ с необходимым уровнем надежности ее элементов, представленной на фиг. 1.The claimed method can be implemented in the form of a flowchart of the process of modeling the RCS of the APU with the required level of reliability of its elements, shown in Fig. 1.

В блоке 1 осуществляют ввод исходных данных: набор независимых проектных параметров РСС ВСУ

Figure 00000001
, параметры Xi, i = 1…n, обеспечивающие нагрузку - H, математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение минимальных деструктивных воздействий - mR, SR, математическое ожидание и среднеквадратическое отклонение максимальной нагрузки - H - mH, SH, требуемое значение вероятности безотказной работы - ВБРтреб, постоянная Эйлера - γ.In block 1, the initial data are entered: a set of independent design parameters of the RCC APU
Figure 00000001
, parameters X i , i = 1 ... n, providing the load - H, mathematical expectation and standard deviation of minimum destructive effects - m R , S R , mathematical expectation and standard deviation of maximum load - H - m H , S H , required probability value failure-free operation - FBG demand , Euler's constant - γ.

В блоке 2 моделируют структуру и топологию РСС ВСУ. Структурно-топологическое построение РСС ВСУ предполагает ее представление количественными показателями через соответствующие параметры, а также описание состава, конфигурации и взаимосвязи отдельных элементов (Основы построения систем и сетей передачи информации. Учебное пособие для вузов / В.В. Ломовицкий, А.И. Михайлов, К.В. Шестак, В.М. Щекотихин; под. ред. В.М. Щекотихина - М.: Горячая линия - Телеком, 2005. - 382 с., стр. 57; В.Д. Боев. Основы моделирования военно-техническим систем. Часть 1. Учебное пособие. - СПб: МВАА, 2016. - 268 с., стр. 238).Block 2 simulates the structure and topology of the RCS APU. The structural and topological construction of the RCC APU assumes its presentation by quantitative indicators through the corresponding parameters, as well as a description of the composition, configuration and interrelation of individual elements (Fundamentals of building systems and networks of information transmission. Textbook for universities / V.V. Lomovitsky, A.I. Mikhailov , K.V.Shestak, V.M.Schekotikhin; under the editorship of V.M.Schekotikhin - Moscow: Hotline - Telecom, 2005. - 382 p., P. 57; V.D. Boev. military-technical systems. Part 1. Textbook. - SPb: MVAA, 2016. - 268 p., p. 238).

При этом, РСС ВСУ описывается семейством законов распределения случайных величин. Поведение каждого выбираемого элемента РСС ВСУ во времени описывается случайным процессом перехода из работоспособного в неработоспособное состояния и обратно, показатели надежности РСС ВСУ носят вероятностно-временной характер. Каждый выбираемый элемент РСС ВСУ подчиняется своему реальному закону распределения характеристик показателей надежности. Одним из основных показателей надежности РСС ВСУ является вероятность безотказной работы (ВБР) (ГОСТ 27.002-2015. Надежность в технике. Термины и определения - М.: Стандартинформ, 2015. - 24 с., стр. 9). При моделировании оценивания ВБР используют минимально возможные деструктивные воздействия - R и максимально возможную нагрузку - H. При этом, обеспечивают гарантированную оценку ВБР за счет применения доминирующего из семейства законов распределений максимальных (H) и минимальных (R) случайных величин. Оценивают функцию работоспособности РСС ВСУ с помощью выражения для ВБР:In this case, the RCC APU is described by a family of laws of distribution of random variables. The behavior of each selected element of the RCS APU in time is described by a random process of transition from an operable state to an inoperative state and vice versa, the reliability indicators of the RCS APU are of a probabilistic-temporal nature. Each selected element of the RCC APU obeys its own real law of distribution of characteristics of reliability indicators. One of the main indicators of the reliability of the RCC APU is the probability of failure-free operation (VBR) (GOST 27.002-2015. Reliability in technology. Terms and definitions - M .: Standartinform, 2015. - 24 p., P. 9). When modeling the estimation of FBGs, the minimum possible destructive effects - R and the maximum possible load - H are used. At the same time, they provide a guaranteed evaluation of FBGs by using the dominant from the family of distribution laws of maximum (H) and minimum (R) random variables. The operability function of the RCC APU is estimated using the expression for FBG:

Figure 00000002
Figure 00000002

С учетом семейства законов распределения деструктивных воздействий и действующей нагрузки на РСС ВСУ зависимость (1) преобразовывают к виду:Taking into account the family of laws of distribution of destructive influences and the acting load on the RCS of the APU, dependence (1) is transformed to the form

Figure 00000003
Figure 00000003

где FH (x) - функция распределения нагрузки;where F H (x) - load distribution function;

fR (x) - плотность распределения деструктивных воздействий.f R (x) - density of distribution of destructive influences.

В блоке 3 моделируют минимальные деструктивные воздействия (R) на каждый элемент РСС ВСУ, при которых элемент РСС ВСУ с заданной вероятностью в соответствии с законом распределения переходит в неработоспособное состояние. При этом, используют двойной экспоненциальный закон распределения. Для наименьших (R) значений функция распределения двойного экспоненциального закона имеет вид (Математическая энциклопедия: Гл. ред. И.М. Виноградов, т. 3 Коо-Од-М.: «Советская Энциклопедия», 1982. - 1184 стб., стб. 201):In block 3, the minimal destructive effects (R) on each element of the RCC APU are simulated, at which the RCC element of the APU with a given probability, in accordance with the distribution law, becomes inoperable. In this case, a double exponential distribution law is used. For the smallest (R) values, the distribution function of the double exponential law has the form (Mathematical encyclopedia: Chief ed. IM Vinogradov, vol. 3 Koo-Od-M .: "Soviet Encyclopedia", 1982. - 1184 stb., Stb . 201):

Figure 00000004
Figure 00000004

Плотность распределения двойного экспоненциального закона имеет вид:The distribution density of the double exponential law has the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

Вычисляют параметры (масштабный параметр - aR, параметр сдвига - uR) распределения минимальных значений (R):The parameters (scale parameter - a R , shift parameter - u R ) of the distribution of minimum values (R) are calculated:

Figure 00000006
Figure 00000006

В блоке 4 моделируют максимальную нагрузку (H) на РСС ВСУ.In block 4, the maximum load (H) on the RCS of the APU is simulated.

При этом, используют двойной экспоненциальный закон распределения. Для наибольших (H) значений функция распределения двойного экспоненциального закона имеет вид (Математическая энциклопедия: Гл. ред. И.М. Виноградов, т. 3 Коо-Од-М.: «Советская Энциклопедия», 1982. - 1184 стб., стб. 201):In this case, a double exponential distribution law is used. For the largest (H) values, the distribution function of the double exponential law has the form (Mathematical encyclopedia: Ch. Ed. IM Vinogradov, vol. 3 Koo-Od-M .: "Soviet Encyclopedia", 1982. - 1184 stb., Stb . 201):

Figure 00000007
Figure 00000007

Плотность распределения двойного экспоненциального закона имеет вид:The distribution density of the double exponential law has the form:

Figure 00000008
Figure 00000008

Вычисляют параметры (масштабный параметр - aR, параметр сдвига - uR) распределения максимальных значений (H):Calculate the parameters (scale parameter - a R , shift parameter - u R ) of the distribution of maximum values (H):

Figure 00000009
Figure 00000009

В блоке 5 формируют модели оценки надежности РСС ВСУ с использованием различных законов распределения случайных величин R и H.In block 5, models for assessing the reliability of the RCS APU are formed using various laws of distribution of random variables R and H.

Первую модель формируют по правилу: зависимость для наименьших (R) значений плотности распределения величины (4) и наибольших (H) значений функции распределения нагрузки (6) подставляют в формулу (2). При этом, определяют ВБР:The first model is formed according to the rule: the dependence for the smallest (R) values of the distribution density of the quantity (4) and the largest (H) values of the load distribution function (6) is substituted into the formula (2). In this case, the FBG is determined:

Figure 00000010
Figure 00000010

Формируют вторую модель. При этом, в частности, для случайных величин нагрузки (H) используют распределение наибольших значений типа 1, для случайных величин деструктивных воздействий (R) - распределения наименьших значений типа 1.A second model is formed. In this case, in particular, for random load values (H), the distribution of the largest values of type 1 is used, for random values of destructive influences (R) - the distribution of the smallest values of type 1.

При этом, определяют плотность распределения минимальных деструктивных воздействий (R):At the same time, the density of distribution of minimal destructive effects (R) is determined:

Figure 00000011
Figure 00000011

Определяют плотность распределения максимальной нагрузки:Determine the distribution density of the maximum load:

Figure 00000012
Figure 00000012

Определяют ВБР применительно ко второй модели:FBG is determined in relation to the second model:

Figure 00000013
Figure 00000013

Формируют третью модель. При этом, в частности, для случайных величин нагрузки (H) используют распределение наибольших значений типа 11 (трехпараметрический закон распределения Вейбулла), для случайных величин деструктивных воздействий - распределения наименьших значений типа 1 (Кобзарь А.И. Прикладная математическая статистика. Для инженеров и научных работников. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2006. - 816 с. Стр. 146-147).A third model is formed. In this case, in particular, for random values of the load (H), the distribution of the largest values of type 11 (three-parameter Weibull distribution law) is used, for random values of destructive effects - the distribution of the smallest values of type 1 (Kobzar A.I. Applied mathematical statistics. For engineers and scientific workers. - M .: FIZMATLIT, 2006. - 816 p. pp. 146-147).

При этом, определяют плотность распределения минимальных деструктивных воздействий (R):At the same time, the density of distribution of minimal destructive effects (R) is determined:

Figure 00000014
Figure 00000014

Определяют плотность распределения максимальной нагрузки (трехпараметрический закон распределения Вейбулла):Determine the distribution density of the maximum load (Weibull's three-parameter distribution law):

Figure 00000015
Figure 00000015

Определяют ВБР применительно к третьей модели:The FBG is determined in relation to the third model:

Figure 00000016
Figure 00000016

Формируют четвертую модель. При этом, при определении ВБР используют нормальный закон распределения случайных величин (R) и (H). Для этой информационной ситуации выражение (2) имеет вид:A fourth model is formed. In this case, when determining the FBG, the normal distribution law of random variables (R) and (H) is used. For this information situation, expression (2) has the form:

Figure 00000017
Figure 00000017

В блоке 6 выбирают модель с доминирующим законом распределения случайных величин (R) и (H). Выбор осуществляют способом сравнения с использованием показателя надежности - ВБР. Сравнение показателя ВБР - P4 осуществляют по зависимости (16) и показателей P1 - P3, соответственно, по зависимостям (9), (12) и (15).In block 6, a model with a dominant distribution law of random variables (R) and (H) is selected. The choice is made by a comparison method using a reliability indicator - FBG. Comparison of the FBG index - P 4 is carried out according to the dependence (16) and the indicators P 1 - P 3 , respectively, according to the dependences (9), (12) and (15).

На фигурах 2, 3 приведены зависимости относительных величин

Figure 00000018
, z=1…3 от коэффициента запаса надежности
Figure 00000019
при двух значениях коэффициентов вариации
Figure 00000020
.Figures 2, 3 show the dependences of the relative values
Figure 00000018
, z = 1 ... 3 of the safety factor
Figure 00000019
for two values of the coefficients of variation
Figure 00000020
...

В блоке 7 сравнивают полученные значения ВБР с требуемым значением с учетом выбранного доминирующего закона распределения случайных величин (R) и (H). Если полученные значение ВБР соответствует требуемому значению ВБР (закон распределения выбран правильно), то осуществляется переход к блоку 8. Если полученное значение ВБР не соответствует требуемому (закон распределения выбран не правильно), то осуществляется переход к блоку 6, где выбирают модель с другим законом распределения случайных величин (R) и (H) с учетом условий функционирования РСС ВСУ.In block 7, the obtained FBG values are compared with the required value, taking into account the selected dominant distribution law of random variables (R) and (H). If the obtained FBG value corresponds to the required FBG value (the distribution law is selected correctly), then the transition to block 8 is carried out. If the obtained FBG value does not correspond to the required one (the distribution law is not selected correctly), then the transition to block 6 is carried out, where a model with a different law is selected distribution of random variables (R) and (H), taking into account the conditions of functioning of the RCC APU.

В блоке 8 моделируют основные процессы управления: сбор, обработка, анализ данных об интенсивности и продолжительности предоставления телекоммуникационных услуг абонентам РСС ВСУ. (1. Основы теории управления в системах военного назначения. Часть 1. Учебное пособие. Е.А. Карпов и др. / Под редакцией А.Ю. Рунеева и И.В. Котенко. СПб.: ВУС, 2000. - 194 с., стр. 27-28); 2. Основы теории управления в системах военного назначения. Часть 2. Учебное пособие. Е.А. Карпов и др. / Под редакцией А.Ю. Рунеева и И.В. Котенко. СПб.: ВУС, 2000. - 158 с., стр. 12-17).In block 8, the main management processes are modeled: collection, processing, analysis of data on the intensity and duration of the provision of telecommunication services to subscribers of the RCC Armed Forces of Ukraine. (1. Fundamentals of the theory of control in military systems. Part 1. Textbook. EA Karpov et al. / Edited by A.Yu. Runeyev and IV Kotenko. SPb .: VUS, 2000. - 194 p. ., pp. 27-28); 2. Foundations of the theory of control in military systems. Part 2. Tutorial. E.A. Karpov and others / Edited by A.Yu. Runeyev and I.V. Kotenko. SPb .: VUS, 2000 .-- 158 p., Pp. 12-17).

В блоке 9 моделируют степень удовлетворения абонентов телекоммуникационными услугами -

Figure 00000021
. В случае, если абоненты не удовлетворены требуемым набором телекоммуникационных услуг, осуществляется возврат к блоку 2, где происходит моделирование новой структуры и топологии РСС ВСУ, исходя их предъявляемых к ней требований.Block 9 simulates the degree of satisfaction of subscribers with telecommunication services -
Figure 00000021
... If the subscribers are not satisfied with the required set of telecommunication services, they return to block 2, where the new structure and topology of the RCC APU are simulated, based on the requirements imposed on it.

Если же абоненты удовлетворены требуемым набором телекоммуникационных услуг, то переходят к блоку 10, где формируют выходные данные и затем к блоку 11, где производят остановку процесса моделирования.If the subscribers are satisfied with the required set of telecommunication services, then go to block 10, where they generate the output data, and then to block 11, where the simulation process is stopped.

Оценка эффективности предлагаемого способа проводилась путем сравнения достоверности оценки полученных результатов при моделировании процессов, реализующих способ-прототип и при моделировании РСС ВСУ с необходимым уровнем надежности ее элементов для предлагаемого способа. Из формулы 11.8.6 (Вентцель Е. С, Овчаров Л. А. Теория вероятностей и ее инженерные приложения. - М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит.- 1988 г., 480 с., стр. 463):Evaluation of the effectiveness of the proposed method was carried out by comparing the reliability of the assessment of the results obtained in modeling the processes that implement the prototype method and in modeling the RCS of the APU with the required level of reliability of its elements for the proposed method. From the formula 11.8.6 (Ventzel E. S, Ovcharov L. A. Probability theory and its engineering applications. - M .: Nauka. Ed. Phys.-Math. Lit. - 1988, 480 p., P. . 463):

Figure 00000022
Figure 00000022

где Ф - функция Лапласа;where Ф is the Laplace function;

рош - реальное значение оценки;p osh - the real value of the assessment;

Figure 00000023
- требуемое значение оценки;
Figure 00000023
- the required value of the assessment;

ε - величина доверительного интервала;ε is the value of the confidence interval;

N - количество моделируемых событий, причем:N is the number of simulated events, and:

N = k × n,N = k × n,

где k - число действий над материальными объектами с помощью материальных средств;where k is the number of actions on material objects using material means;

n - число реализаций действий над материальными объектами с помощью материальных средств.n is the number of realizations of actions on material objects using material means.

Достоверность результатов моделирования РСС ВСУ определяется по формуле:The reliability of the results of modeling the RCS APU is determined by the formula:

Figure 00000024
Figure 00000024

Перейдем от функции Лапласа к ее аргументу (Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации. Иванов Е.В. СПб.: ВАС, 1992, 206 с., стр. 14):Let us pass from the Laplace function to its argument (Simulation modeling of means and complexes of communication and automation. Ivanov EV SPb .: VAS, 1992, 206 p., P. 14):

Figure 00000025
Figure 00000025

Тогда:Then:

Figure 00000026
Figure 00000026

Для случая, когда рош;

Figure 00000027
вычислить не удается, можно воспользоваться упрощенной формулой для наихудшего случая
Figure 00000028
. Тогда:
Figure 00000029
. Определим
Figure 00000030
и
Figure 00000031
, принимая ε=0,05, а k=3, n=1000 для каждого действия над материальным объектом, тогда N=3000 для прототипа при: а) моделировании структуры и топологии РСС ВСУ, б) моделировании основных процессов управления, в) оценивании степени удовлетворения абонентов РСС ВСУ телекоммуникационными услугами и k=5, n=1000 для каждого действия над материальным объектом, тогда N=5000 для предлагаемого способа при: г) моделировании минимальных деструктивных воздействий, д) моделировании максимальной нагрузки на РСС ВСУ, е) формировании моделей оценки надежности РСС ВСУ, ж) выборе модели с доминирующим законом распределения, з) сравнении полученных значений ВБР с требуемым значением.For the case when p osh ;
Figure 00000027
cannot be calculated, you can use the simplified worst-case formula
Figure 00000028
... Then:
Figure 00000029
... We define
Figure 00000030
and
Figure 00000031
, taking ε = 0.05, and k = 3, n = 1000 for each action on a material object, then N = 3000 for a prototype with: a) modeling the structure and topology of the RCS APU, b) modeling the main control processes, c) evaluating the degree of satisfaction of the subscribers of the RCC APU with telecommunication services and k = 5, n = 1000 for each action on a material object, then N = 5000 for the proposed method with: d) modeling the minimum destructive effects, e) modeling the maximum load on the RCC APU, f) forming models for assessing the reliability of the RCS APU, g) choosing a model with a dominant distribution law, h) comparing the obtained FBG values with the required value.

Figure 00000032
Figure 00000032

Figure 00000033
Figure 00000033

Оценка эффективности заявленного способа:Evaluation of the effectiveness of the claimed method:

Figure 00000034
Figure 00000034

Figure 00000035
Figure 00000035

Таким образом, решается техническая проблема.Thus, a technical problem is solved.

Claims (1)

Способ моделирования распределенной сети связи вышестоящей системы управления с необходимым уровнем надежности ее элементов, заключающийся в том, что моделируют структуру и топологию распределенной сети связи вышестоящей системы управления, моделируют основные процессы управления, оценивают степень удовлетворения абонентов распределенной сети связи вышестоящей системы управления телекоммуникационными услугами, отличающийся тем, что моделируют минимальные деструктивные воздействия (R) на каждый элемент распределенной сети связи вышестоящей системы управления, при которых элемент распределенной сети связи вышестоящей системы управления с заданной вероятностью в соответствии с законом распределения переходит в неработоспособное состояние, моделируют максимальную нагрузку (H) на распределенную сеть связи вышестоящей системы управления, формируют модели оценки надежности распределенной сети связи вышестоящей системы управления с использованием различных законов распределения случайных величин (R) и (H), выбирают модель с доминирующим законом распределения случайных величин (R) и (H), сравнивают полученные значения вероятности безотказной работы с требуемым значением с учетом выбранного доминирующего закона распределения.A method for modeling a distributed communication network of a higher-level control system with the necessary level of reliability of its elements, which consists in modeling the structure and topology of a distributed communication network of a higher-level control system, simulating the main management processes, assessing the degree of satisfaction of subscribers of a distributed communication network of a higher-level telecommunication service management system, which is different by the fact that they simulate the minimum destructive effects (R) on each element of the distributed communication network of the higher-level control system, in which the element of the distributed communication network of the higher-level control system with a given probability, in accordance with the distribution law, goes into an inoperative state, simulate the maximum load (H) on the distributed communication network of a higher-level control system, form models for assessing the reliability of a distributed communication network of a higher-level control system using various laws of distribution of random variables in (R) and (H), select a model with a dominant law of distribution of random variables (R) and (H), compare the obtained values of the probability of no-failure operation with the required value, taking into account the chosen dominant distribution law.
RU2020116932A 2020-05-12 2020-05-12 Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements RU2736528C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116932A RU2736528C1 (en) 2020-05-12 2020-05-12 Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020116932A RU2736528C1 (en) 2020-05-12 2020-05-12 Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2736528C1 true RU2736528C1 (en) 2020-11-17

Family

ID=73461131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020116932A RU2736528C1 (en) 2020-05-12 2020-05-12 Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2736528C1 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544786C2 (en) * 2013-06-03 2015-03-20 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method of creating secure communication system integrated with single telecommunication network in external destructive conditions
RU2631970C1 (en) * 2016-11-14 2017-09-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Modeling technique of management and communication processes in distributed territory
RU2673014C1 (en) * 2018-01-31 2018-11-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method of modeling and evaluating the efficiency of management and communication processes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2544786C2 (en) * 2013-06-03 2015-03-20 Государственное казенное образовательное учреждение высшего профессионального образования Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации (Академия ФСО России) Method of creating secure communication system integrated with single telecommunication network in external destructive conditions
RU2631970C1 (en) * 2016-11-14 2017-09-29 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Modeling technique of management and communication processes in distributed territory
RU2673014C1 (en) * 2018-01-31 2018-11-21 Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего образования "Академия Федеральной службы охраны Российской Федерации" (Академия ФСО России) Method of modeling and evaluating the efficiency of management and communication processes

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Selecting thresholds for the prediction of species occurrence with presence‐only data
Pan et al. Sociohydrology modeling for complex urban environments in support of integrated land and water resource management practices
Abrahamson Seismic hazard assessment: problems with current practice and future developments
Khac‐Tien Nguyen et al. The data‐driven approach as an operational real‐time flood forecasting model
Wu et al. Agent‐based modeling of temporal and spatial dynamics in life cycle sustainability assessment
Russo et al. Spatial indicators of fishing pressure: Preliminary analyses and possible developments
Meynard et al. The effect of a gradual response to the environment on species distribution modeling performance
Goodarzizad et al. Predicting the construction labour productivity using artificial neural network and grasshopper optimisation algorithm
Rangel et al. Neutral community dynamics, the mid‐domain effect and spatial patterns in species richness
Yu et al. Uncertainty analysis of flood inundation modelling using GLUE with surrogate models in stochastic sampling
CN112883527B (en) Simulation evaluation method for network system
Liu et al. Carlisle 2005 urban flood event simulation using cellular automata-based rapid flood spreading model
Crowley et al. Towards a uniform earthquake risk model for Europe
Chok et al. Neural network prediction of the reliability of heterogeneous cohesive slopes
Modarres et al. Future extreme rainfall change projections in the north of Iran
Rueda et al. The use of wave propagation and reduced complexity inundation models and metamodels for coastal flood risk assessment
Mlybari Application of soft computing techniques to predict construction labour productivity in Saudi Arabia
Forghani et al. Intelligent performance evaluation of aquifer storage and recovery systems in freshwater aquifers
RU2736528C1 (en) Method of simulating a distributed communication network of a superior control system with the required reliability level of its elements
Fuller et al. Testing the robustness of management decisions to uncertainty: Everglades restoration scenarios
Garrote et al. Probabilistic forecasts using Bayesian networks calibrated with deterministic rainfall-runoff models
Lizárraga et al. Probabilistic modeling of shallow landslide initiation using regional scale random fields
Hejazi et al. Calibrating a watershed simulation model involving human interference: an application of multi-objective genetic algorithms
Faulkner et al. Flood estimation by continuous simulation in the Don catchment, South Yorkshire, UK
RU2673014C1 (en) Method of modeling and evaluating the efficiency of management and communication processes