RU2748778C1 - Method for controlling complex object state - Google Patents
Method for controlling complex object state Download PDFInfo
- Publication number
- RU2748778C1 RU2748778C1 RU2020136015A RU2020136015A RU2748778C1 RU 2748778 C1 RU2748778 C1 RU 2748778C1 RU 2020136015 A RU2020136015 A RU 2020136015A RU 2020136015 A RU2020136015 A RU 2020136015A RU 2748778 C1 RU2748778 C1 RU 2748778C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- complex object
- state
- indicators
- elements
- complex
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G08—SIGNALLING
- G08B—SIGNALLING OR CALLING SYSTEMS; ORDER TELEGRAPHS; ALARM SYSTEMS
- G08B15/00—Identifying, scaring or incapacitating burglars, thieves or intruders, e.g. by explosives
Abstract
Description
Изобретение относится к области управления сложными объектами, в частности, к способам управления в динамических условиях при ограниченных ресурсах на изменение состояния объекта, и может быть использовано в опытно-конструкторских работах и практике эксплуатации, где требуется ресурсная и временная оценка затрат на реализацию управляющих воздействий.The invention relates to the field of control of complex objects, in particular, to methods of control in dynamic conditions with limited resources to change the state of the object, and can be used in development and operational practice, where a resource and time estimate of costs for the implementation of control actions is required.
Ускоряющиеся темпы технологического развития общества способствуют все более частому появлению усложняющихся технологий в различных сферах деятельности общества. От возможностей и скорости внедрения этих технологий в современных сложных объектах (например, сети и системы связи, нефтеперегонные заводы, автомобильные предприятия, медицинские комплексы и организации и т.д.) зависит их жизнеспособность в сложившихся условиях глобализации практически любой отрасли экономики. Например, если оператор связи своевременно не перестроит свои системы под потребности пользователей, изменившиеся под влиянием новых технологий в их оконечных устройствах, то его место на рынке услуг связи займут другие операторы, своевременно отреагировавшие на данные изменения.The accelerating rates of technological development of society contribute to the increasingly frequent emergence of increasingly sophisticated technologies in various spheres of society. The possibilities and speed of implementation of these technologies in modern complex objects (for example, networks and communication systems, oil refineries, automobile enterprises, medical complexes and organizations, etc.) determine their viability in the current conditions of globalization of almost any sector of the economy. For example, if a telecom operator does not timely rebuild its systems to meet the needs of users, which have changed under the influence of new technologies in their terminal devices, then its place in the telecom services market will be taken by other operators who promptly responded to these changes.
Сегодня в повседневную жизнь и хозяйство активно внедряются «умные» вещи, автомобили, дома, заводы – развивается интернет вещей [режим доступа: https://iot.ru/ Дата обращения: 25.10.2020 г.]. Практически в любом виде техники, от телефона и кофемашины до ракеты и сети связи, имеется автоматизированная система управления. Количество и функциональные возможности объектов растут, что усложняет их контроль, управление и надежность в целом, особенно с учетом динамики внешних деструктивных факторов [Матвеевский В.Р. Надежность технических систем. Учебное пособие – Московский государственный институт электроники и математики. М., 2002 г. – 113 с.]. Поэтому такие сложные объекты требуют своевременного управления состоянием в зависимости от внешних и внутренних условий функционирования.Today, “smart” things, cars, houses, factories are actively being introduced into everyday life and the economy - the Internet of things is developing [access mode: https://iot.ru/ Date of appeal: 10/25/2020]. Almost any kind of technology, from a telephone and a coffee machine to a rocket and a communication network, has an automated control system. The number and functionality of objects are growing, which complicates their control, management and reliability in general, especially taking into account the dynamics of external destructive factors [Matveevsky V.R. Reliability of technical systems. Study guide - Moscow State Institute of Electronics and Mathematics. M., 2002 - 113 p.]. Therefore, such complex objects require timely state management, depending on the external and internal conditions of operation.
Сложные объекты имеют множество параметров, значения которых определяют их состояние (варианты штатного функционирования, предкритическое, критическое, закритическое состояния и др.). Последствия нахождения сложных объектов, особенно объектов критической инфраструктуры в критическом состоянии, могут иметь разрушающие последствия как для самого объекта, так и для окружающей его среды [режим доступа: https://www.1tv.ru/news/2019-08-04/369823-v_amurskoy_oblasti_nachata_evakuatsiya_lyudey_iz_za_ugrozy_razrusheniya_damby_na_reke_zeya Дата обращения: 01.12.2019 г.]. Это подчеркивает актуальность целенаправленного и своевременного управления состоянием сложных объектов.Complex objects have many parameters, the values of which determine their state (variants of regular functioning, pre-critical, critical, post-critical states, etc.). The consequences of finding complex facilities, especially critical infrastructure facilities in critical condition, can have devastating consequences both for the facility itself and for its environment [access mode: https://www.1tv.ru/news/2019-08-04/ 369823-v_amurskoy_oblasti_nachata_evakuatsiya_lyudey_iz_za_ugrozy_razrusheniya_damby_na_reke_zeya Date of access: 01.12.2019]. This emphasizes the relevance of purposeful and timely management of the state of complex objects.
Непрерывное управление состоянием сложного объекта требует огромного резерва ресурсов, что в современных рыночных условиях практически невозможно. Организации и предприятия имеют ограниченные резервы (материальные, временные и интеллектуальные), что требует оптимизации их распределения при переводе объектов из одного состояния в другое. Появление на рынке, и внедрение в сложные объекты новых технологий занимает отдельное, по сложности, место в реализации управленческих решений и воздействий, поскольку подготовка резерва ресурсов для изменения подобного рода состояний затруднена частичной или преобладающей неопределенностью требований к будущему состоянию.Continuous management of the state of a complex object requires a huge reserve of resources, which is practically impossible in modern market conditions. Organizations and enterprises have limited reserves (material, temporary and intellectual), which requires optimization of their distribution when transferring objects from one state to another. The appearance on the market and the introduction of new technologies into complex objects occupies a separate, in terms of complexity, place in the implementation of management decisions and influences, since the preparation of a reserve of resources for changing such conditions is complicated by partial or prevailing uncertainty of the requirements for the future state.
Приведенные выше обстоятельства обуславливают необходимость разработки новых способов управления состоянием сложных объектов, учитывающих их ресурсные возможности, динамику внутренних и внешних условий и позволяющих находить взаимозависимости между элементами сложного объекта и его функциями.The above circumstances necessitate the development of new methods for managing the state of complex objects, taking into account their resource capabilities, the dynamics of internal and external conditions and allowing to find interdependencies between the elements of a complex object and its functions.
Из существующего уровня техники известны различные способы управления объектами и установления ключевых показателей управленческих процессов.From the existing state of the art, various methods of managing objects and establishing key indicators of management processes are known.
Известен способ определения оптимальной периодичности контроля сложного объекта [Cпособ определения оптимальной периодичности контроля сложного объекта. Стародубцев Ю.И., Иванов С.А., Вершенник Е.В., Вершенник А.В., Закалкин П.В., Шевчук А.Л., Карасенко А.О. Патент на изобретение RU 2718152 C1, 30.03.2020. Заявка № 2019143358 от 24.12.2019], который заключается в том, что оценивают условия функционирования сложного объекта, задают множество аппроксимирующих функций, удовлетворяющих заданным требованиям, точность аппроксимации, пределы и шаг изменения параметров аппроксимирующих функций, дополнительно задают состояния сложного объекта, параметры, которые определяют его состояние, возможные дестабилизирующие факторы и характеризующие их параметры, время, в течение которого проводится оценка условий и процесса функционирования сложного объекта и период проверки параметров сложного объекта, оценивают процесс функционирования сложного объекта, для чего измеряют и запоминают значения параметров сложного объекта в течение времени оценки при этом в течение данного времени объект должен находиться к каждом из возможных состояний под воздействием всех возможных дестабилизирующих факторов, определяют взаимозависимости параметров сложного объекта между собой, определяют перечень базовых параметров, позволяющих вычислить остальные параметры, аппроксимируют значения каждого базового параметра сложного объекта множеством аппроксимирующих функций с заданной точностью рассчитывают оптимальный период контроля каждой аппроксимирующей функции каждого базового параметра.There is a method for determining the optimal frequency of control of a complex object [Method for determining the optimal frequency of control of a complex object. Starodubtsev Yu.I., Ivanov S.A., Vershennik E.V., Vershennik A.V., Zakalkin P.V., Shevchuk A.L., Karasenko A.O. Invention patent RU 2718152 C1, 03/30/2020. Application No. 2019143358 dated 12.24.2019], which consists in evaluating the conditions for the functioning of a complex object, setting a set of approximating functions that satisfy the specified requirements, the approximation accuracy, the limits and step of changing the parameters of the approximating functions, additionally setting the states of a complex object, the parameters that determine its state, possible destabilizing factors and their parameters, the time during which the conditions and process of functioning of a complex object are assessed and the period of checking the parameters of a complex object, the process of functioning of a complex object is assessed, for which the values of the parameters of a complex object are measured and memorized over time assessments during this time, the object must be in each of the possible states under the influence of all possible destabilizing factors, determine the interdependence of the parameters of a complex object with each other, determine the list of basic parameters, allowing to calculate the remaining parameters, approximate the values of each basic parameter of a complex object with a set of approximating functions with a given accuracy, calculate the optimal control period for each approximating function of each basic parameter.
Данный способ позволяет находить взаимозависимости параметров сложного объекта между собой в различных состояниях с учетом внешних условий функционирования, однако при определении данных характеристик не учтены реализующиеся функции сложного объекта, а также не учтена очередность распределения ресурсов при дальнейшем управлении изменением его состояния.This method allows one to find the interdependencies of the parameters of a complex object among themselves in various states, taking into account the external conditions of functioning, however, when determining these characteristics, the functions of the complex object being realized are not taken into account, and the order of resource allocation is not taken into account when further controlling the change in its state.
Известен способ идентификации элементов сложной системы в переменных условиях [Cпособ определения оптимальной периодичности контроля сложного объекта. Стародубцев Ю.И., Иванов С.А., Вершенник Е.В., Вершенник А.В., Закалкин П.В., Шевчук А.Л., Карасенко А.О. Патент на изобретение RU 2718152 C1, 30.03.2020. Заявка № 2019143358 от 24.12.2019], заключающийся в том, что регистрируют по меньшей мере один элемент одним из настроенных на него физических детекторов, по выходному сигналу по меньшей мере одного детектора определяют по меньшей мере один элемент, для которого получают из выходного сигнала набор N различных физических признаков, классифицируют элемент на основании предварительно задаваемых свойств при помощи классификатора, предварительно обученного по обучающей выборке, при этом элемент соотносят с одним из N предварительно заданных классов, что дополнительно измеряют как минимум один параметр внешних условий и запоминают интервал времени существования условий с этим параметром, сопоставляют для каждого элемента значения наборов N различных физических признаков с временем существования как минимум одного из параметров внешних условий, формируют статистически устойчивые классы всех элементов для однородных условий путем обработки статистических данных, характеризующих элемент в течение времени существования каждого учитываемого параметра или их устойчивых комбинаций, идентифицируют элементы сложной системы путем сопоставления реализаций и сформированных классов, осуществляя попарный расчет коэффициентов сходства неизвестной реализации и сформированных эталонов с отнесением реализации к эталону с максимальным коэффициентом сходства.There is a method for identifying the elements of a complex system in variable conditions [Method for determining the optimal frequency of control of a complex object. Starodubtsev Yu.I., Ivanov S.A., Vershennik E.V., Vershennik A.V., Zakalkin P.V., Shevchuk A.L., Karasenko A.O. Invention patent RU 2718152 C1, 03/30/2020. Application No. 2019143358 dated 12.24.2019], which consists in the fact that at least one element is registered by one of the physical detectors tuned to it, at least one element is determined from the output signal of at least one detector, for which a set is obtained from the output signal N different physical features, classify an element based on preset properties using a classifier pre-trained from a training sample, while the element is correlated with one of N preset classes, which additionally measures at least one parameter of external conditions and memorizes the time interval for the existence of conditions with by this parameter, for each element, the values of sets of N different physical attributes are compared with the lifetime of at least one of the parameters of external conditions, statistically stable classes of all elements for homogeneous conditions are formed by processing statistical data characterizing the element in the course of and the lifetime of each considered parameter or their stable combinations, identify the elements of a complex system by comparing implementations and generated classes, performing pairwise calculation of the similarity coefficients of the unknown implementation and the generated standards with the reference of the implementation to the standard with the maximum similarity coefficient.
Данный способ позволяет распознавать состояние сложных объектов в переменных условиях, однако не учитывает взаимозависимости показателей его элементов и функций, а также не позволяет определять варианты распределения ограниченных ресурсов при изменении состояния сложного объекта.This method allows one to recognize the state of complex objects in variable conditions, but does not take into account the interdependence of the indicators of its elements and functions, and also does not allow determining the options for the distribution of limited resources when the state of a complex object changes.
Известен способ управления структурой инфокоммуникационной системы [Способ управления структурой инфокоммуникационной системы. Легков К.Е. Патент на изобретение RU 2642380 C1, 05.12.2017. Заявка № 2016121535 от 31.05.2016]. В способе выполняют создание имитационной модели инфокоммуникационной системы, применяя морфологическое описание входящих в инфокоммуникационную систему сетей, подготовку вариантов структурного построения сетей совместно с данными о нагрузках, передачу этих данных серверу подсистемы управления, с помощью которого выполняют моделирование на имитационной модели вариантов структурного построения сетей, получение на сервере подсистемы управления оценок параметров сетей инфокоммуникационной системы или инфокоммуникационной системы в целом по каждому из вариантов, выполнение анализа, в результате которого выбирается наиболее целесообразный вариант структуры инфокоммуникационной системы по комплексу оценочных показателей и оценке показателей качества, реализацию выбранного варианта структуры, при этом обеспечение качественных показателей структуры инфокоммуникационной системы осуществляется с помощью управляющих решений, вырабатываемых на основе анализа результатов функционирования различных структур на имитационной модели инфокоммуникационной системы с использованием полного описания входящих в нее сетей.A known method of managing the structure of the infocommunication system [Method for managing the structure of the infocommunication system. Legkov K.E. Invention patent RU 2642380 C1, 05.12.2017. Application No. 2016121535 dated 05/31/2016]. In the method, a simulation model of an infocommunication system is created by applying a morphological description of the networks included in the infocommunication system, the preparation of options for the structural construction of networks together with data on loads, the transfer of this data to the server of the control subsystem, with the help of which modeling on the simulation model of options for the structural construction of networks is performed, on the server of the management subsystem for evaluating the parameters of the networks of the infocommunication system or the infocommunication system as a whole for each of the options, performing an analysis, as a result of which the most appropriate option for the structure of the infocommunication system is selected for a set of evaluation indicators and the assessment of quality indicators, the implementation of the selected variant of the structure, while ensuring quality indicators of the structure of the infocommunication system is carried out with the help of control decisions developed on the basis of the analysis of the results of the functioning of various structures on the simulation model of the infocommunication system using a complete description of the networks included in it.
Недостатком данного является то, что в нем возможные состояния объекта управления заданы изначально и не учитывают его условий функционирования ни в статике, ни в динамике, а также не учтены взаимозависимости показателей элементов объекта управления и показателей его функций.The disadvantage of this is that in it the possible states of the control object are set initially and do not take into account its operating conditions either in statics or in dynamics, and also does not take into account the interdependence of the indicators of the elements of the control object and the indicators of its functions.
Наиболее близким по своей технической сущности к заявленному и принятому за прототип является способ управления и система для его осуществления (варианты) [Способ управления и система для его осуществления (варианты). Селифанов В.А. Патент на изобретение RU 2568301 C1, 20.11.2015. Заявка № 2014140344 от 06.10.2014]. В способе-прототипе технический результат заключается в расширении функциональных возможностей способа и системы управления за счет выполнения на пункте управления второго уровня таких функций управления, как сбор, обработка, анализ данных об объектах воздействия и принятие решения на осуществление воздействия, а на пунктах управления (ПУ) первого уровня – функции самостоятельного распределения объектов для осуществления воздействия.The closest in technical essence to the claimed and adopted for the prototype is the control method and the system for its implementation (options) [The control method and the system for its implementation (options). Selifanov V.A. Patent for invention RU 2568301 C1, 20.11.2015. Application No. 2014140344 dated 06.10.2014]. In the prototype method, the technical result consists in expanding the functionality of the method and control system by performing such control functions at the control point of the second level as collecting, processing, analyzing data on the objects of influence and making decisions on the implementation of the influence, and at the control points (CP ) of the first level - the function of self-distribution of objects for the implementation of the impact.
Недостатком способа-прототипа является то, что в нем не учитывается динамика условий функционирования объекта управления, а также взаимозависимости показателей элементов объекта управления и показателей его функций.The disadvantage of the prototype method is that it does not take into account the dynamics of the operating conditions of the control object, as well as the interdependence of the indicators of the elements of the control object and the indicators of its functions.
Технической проблемой, на решение которой направлено предлагаемое решение, является высокая сложность современных объектов управления с одной стороны и ограниченные резервные ресурсы на изменение их состояния с другой, что в условиях динамики внутренних и внешних условий функционирования сложных объектов, а также их частичной или преобладающей неопределенности, ведет к существенным временным затратам на реализацию управляющих воздействий.The technical problem to be solved by the proposed solution is the high complexity of modern control objects, on the one hand, and limited reserve resources for changing their state, on the other, which in the conditions of the dynamics of the internal and external conditions of the functioning of complex objects, as well as their partial or prevailing uncertainty, leads to significant time costs for the implementation of control actions.
Техническая проблема решается за счет последовательного и обоснованного определения порядка распределения и перераспределения резерва ресурсов сложного объекта на реализацию управляющего воздействия в условиях ограниченности данного резерва.The technical problem is solved due to a consistent and reasonable determination of the order of distribution and redistribution of the resource reserve of a complex object for the implementation of control action in the conditions of limited availability of this reserve.
Техническим результатом заявленного способа является уменьшение времени целенаправленного изменения состояния сложного объекта в переменных условиях функционирования при ограниченных ресурсах за счет учета взаимозависимости показателей элементов сложного объекта и показателей его функций, формирования и актуализации базы данных о состоянии объекта в различных условиях функционирования, а также перераспределения ресурсов при целенаправленном изменении состояния сложного объекта.The technical result of the claimed method is to reduce the time for a purposeful change in the state of a complex object under variable operating conditions with limited resources by taking into account the interdependence of indicators of the elements of a complex object and indicators of its functions, the formation and updating of the database on the state of the object in various operating conditions, as well as the redistribution of resources when purposeful change of the state of a complex object.
Технический результат достигается тем, что в известном способе управления состоянием сложного объекта, заключающемся в том, что задают состав и структуру сложного объекта, начальные внутренние условия функционирования, оценивают начальные внешние условия функционирования сложного объекта, устанавливают приоритеты воздействия на элементы в начальных условиях, управляют состоянием сложного объекта в соответствии с установленными приоритетами воздействия на его элементы; дополнительно задают функции сложного объекта и порядок задействования его элементов при реализации каждой функции, периодичность контроля показателей функций, требуемый уровень корреляции текущего состояния сложного объекта с требуемым состоянием, структуру базы данных о состояниях сложного объекта, N состояний сложного объекта в начальных внутренних и внешних условиях функционирования, критерии соответствия состояния сложного объекта внутренним и внешним условиям, резерв ресурсов сложного объекта, запоминают начальные внутренние и внешние условия функционирования сложного объекта в базе данных; для установления приоритетов воздействия на элементы в начальных условиях моделируют функционирование сложного объекта при начальных условиях, для чего поочередно запускают сложный объект в каждом из N состоянии, при этом измеряют и запоминают в базе данных значения показателей элементов сложного объекта и реализующихся функций и устанавливают взаимозависимости показателей элементов и показателей реализующихся функций, строят вариационный ряд элементов сложного объекта по уровню влияния на показатели реализующихся функций, определяющий приоритеты воздействия на элементы и запоминают его в базе данных; по окончании моделирования, осуществляют управление состоянием сложного объекта в переменных условиях, для чего в течение всего времени функционирования сложного объекта, с заданным периодом, оценивают изменения показателей его функций, внутренних и внешних условий функционирования и по заданным критериям проверяют необходимость изменения состояния сложного объекта, при необходимости смены состояния запоминают значения показателей функций, внутренних и внешних условий в базе данных, задают требуемое состояние сложного объекта с учетом текущих условий, оценивают резерв его ресурсов и требуемый ресурс для перевода сложного объекта из текущего состояния в требуемое, если требуемый ресурс не больше резерва, то, на основе резерва ресурсов, переводят сложный объект из текущего состояния в требуемое в соответствии с определенными приоритетами воздействия, если требуемый ресурс больше резерва, то, перед переводом сложного объекта в требуемое состояние, выбирают в базе данных состояние, наиболее соответствующее требуемому и перераспределяют резерв ресурсов сложного объекта в соответствии с определенными приоритетами воздействия; при переводе сложного объекта из текущего состояния в требуемое, с заданным периодом измеряют показатели элементов сложного объекта и реализующихся функций, сравнивают результаты измерений с заданными значениями требуемого состояния, при их совпадении с заданным уровнем корреляции, отмечают состояние сложного объекта как требуемое и оценивают время, затраченное на перевод сложного объекта в требуемое состояние, записывают в базу данных сведения о значениях показателей реализующихся функций в установленном состоянии и времени перевода элементов сложного объекта в требуемое состояние, устанавливают взаимозависимости показателей элементов и показателей реализующихся функций сложного объекта в текущих условиях, строят вариационный ряд элементов сложного объекта по уровню влияния на показатели реализующихся функций и запоминают его в базе данных.The technical result is achieved by the fact that in the known method of controlling the state of a complex object, which consists in setting the composition and structure of a complex object, the initial internal conditions of functioning, evaluating the initial external conditions for the functioning of a complex object, setting priorities for influencing elements in the initial conditions, and controlling the state a complex object in accordance with the established priorities of impact on its elements; additionally set the functions of a complex object and the procedure for using its elements in the implementation of each function, the frequency of monitoring function indicators, the required level of correlation of the current state of a complex object with the required state, the structure of the database on the states of a complex object, N states of a complex object in the initial internal and external conditions of functioning , criteria of compliance of the state of a complex object with internal and external conditions, a reserve of resources of a complex object, remember the initial internal and external conditions for the functioning of a complex object in the database; to prioritize the impact on the elements in the initial conditions, the functioning of a complex object is simulated under initial conditions, for which a complex object is started in turn in each of the N states, while the values of the indicators of the elements of the complex object and the implemented functions are measured and stored in the database, and the interdependencies of the indicators of the elements are established and indicators of the functions being realized, a variation series of elements of a complex object is built according to the level of influence on the indicators of the functions being implemented, which determines the priorities of the impact on the elements and stores it in the database; at the end of the simulation, the state of a complex object is controlled under variable conditions, for which, during the entire operation time of a complex object, with a given period, the changes in the indicators of its functions, internal and external conditions of functioning are assessed and, according to specified criteria, the need to change the state of a complex object is checked, when the need to change the state, memorize the values of indicators of functions, internal and external conditions in the database, set the required state of a complex object, taking into account the current conditions, estimate the reserve of its resources and the required resource for transferring a complex object from the current state to the required one, if the required resource is not more than the reserve, then, on the basis of the resource reserve, the complex object is transferred from the current state to the required one in accordance with certain priorities of the impact, if the required resource is greater than the reserve, then, before transferring the complex object to the required state, the state is selected in the database, the most f corresponding to the required and redistribute the resource reserve of a complex object in accordance with certain priorities of impact; when transferring a complex object from the current state to the required one, with a given period, the indicators of the elements of the complex object and the functions being implemented are measured, the measurement results are compared with the given values of the required state, when they coincide with the given level of correlation, the state of the complex object is marked as required and the time spent is estimated to transfer a complex object to the required state, write in the database information about the values of the indicators of the implemented functions in the established state and the time of transfer of the elements of the complex object to the required state, establish the interdependence of the indicators of the elements and indicators of the implemented functions of the complex object in the current conditions, build a variational series of elements of the complex the object according to the level of influence on the indicators of the implemented functions and store it in the database.
Из уровня техники не выявлено решений, касающихся способов управления сложными объектами, характеризующихся заявленной совокупностью признаков, что, следовательно, указывает на соответствие заявленного способа условию патентоспособности «новизна».From the prior art, no solutions have been identified regarding methods for managing complex objects characterized by the claimed set of features, which, therefore, indicates the compliance of the claimed method with the "novelty" condition 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. From the prior art determined by the applicant, the knowledge of the influence of the essential features of the claimed invention on the achievement of the specified technical result has not been revealed. 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 способ.The "industrial applicability" of the method is due to the presence of an element base, on the basis of which devices that implement the method can be made.
Заявленный способ поясняется чертежами, на которых показаны:The claimed method is illustrated by drawings, which show:
фиг. 1 – обобщенная блок-схема способа управления состоянием сложного объекта.fig. 1 is a generalized block diagram of a method for managing the state of a complex object.
Основные этапы способа управления состоянием сложного объекта представлены на фиг.1.The main stages of the method for managing the state of a complex object are presented in Fig. 1.
В блоке 1 задают:In
состав и структуру сложного объекта (так, например, в состав сети связи входят сервера, конверторы, агрегаторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мулитиплексоры и др. оборудование различных технологий и производителей [Проектирование и моделирование сетей связи. Лабораторный практикум / В.Н. Тарасов, Н.Ф. Бахарева, С.В. Малахов, Ю.А. Ушаков. СПб.: Лань, 2019 – 240 с.]. Структура сложного объекта, например, может задаваться исходя из предъявляемых вышестоящей системой требований, текущей структуры объекта или моделироваться. Так, например, структуру стационарных сетей связи принимают в соответствии с текущей телекоммуникационной оснащенностью реального географического фрагмента территории либо моделируют при помощи известных способов моделирования фрагментов сетей связи, инвариантных реальных фрагментам сетей связи, при помощи способов, описанных в [Способ моделирования сетей связи. Алисевич Е.А., Синев С.Г., Стародубцев П.Ю., Сухорукова Е.В., Чукариков А.Г., Шаронов А.Н. Патент на изобретение RU 2546318 C1, 10.04.2015. Заявка № 2014103873/08 от 04.02.2014.; Беликова И.С., Закалкин П.В., Стародубцев Ю.И., Сухорукова Е.В. Моделирование сетей связи с учетом топологических и структурных неоднородностей // Информационные системы и технологии. 2017. № 2 (100). С. 93-101.]. Мобильную составляющую сети связи генерируют в соответствии с исходной структурой и составом вышестоящей корпоративной системы управления, в интересах которой создается сеть связи [Проектирование и моделирование сетей связи. Лабораторный практикум / В.Н. Тарасов, Н.Ф. Бахарева, С.В. Малахов, Ю.А. Ушаков. СПб.: Лань, 2019 –240 с.; Имитационное моделирование средств и комплексов связи и автоматизации / Е.В. Иванов. СПБ.: ВАС, 1992 – 206 с.; Программное обеспечение. Bentley Fiber. Режим доступа: www.bentley.com/ru/products/product-line/utilities-and-communications-networks-software/bentley-fiber]);the composition and structure of a complex object (for example, a communication network includes servers, converters, aggregators, switches, routers, muitplexers and other equipment of various technologies and manufacturers [Design and modeling of communication networks. Laboratory workshop / VN Tarasov, N.F.Bakhareva, S.V. Malakhov, Yu.A. Ushakov. SPb .: Lan, 2019 - 240 pp.]. The structure of a complex object, for example, can be set based on the requirements of the superior system, the current structure of the object or simulated So, for example, the structure of stationary communication networks is taken in accordance with the current telecommunication equipment of a real geographic fragment of the territory, or it is modeled using well-known methods of modeling fragments of communication networks invariant to real fragments of communication networks, using the methods described in [Method for modeling communication networks. E.A., Sinev S.G., Starodubtsev P.Yu., Sukhorukova E.V., Chukarikov A.G., Sharonov A.N. ue RU 2546318 C1, 10.04.2015. Application No. 2014103873/08 dated 02/04/2014 .; Belikova I.S., Zakalkin P.V., Starodubtsev Yu.I., Sukhorukova E.V. Modeling of communication networks taking into account topological and structural inhomogeneities // Information systems and technologies. 2017. No. 2 (100). S. 93-101.]. The mobile component of the communication network is generated in accordance with the initial structure and composition of the superior corporate management system, in the interests of which the communication network is being created [Design and modeling of communication networks. Laboratory workshop / V.N. Tarasov, N.F. Bakhareva, S.V. Malakhov, Yu.A. Ushakov. SPb .: Lan, 2019 –240 p .; Imitation modeling of means and complexes of communication and automation / E.V. Ivanov. SPB .: VAS, 1992 - 206 p .; Software. Bentley Fiber. Access mode: www.bentley.com/ru/products/product-line/utilities-and-communications-networks-software / bentley-fiber]);
начальные внутренние условия функционирования (под внутренними условиями функционирования по отношению к сложному объекту понимаются условия (факторы), источники создания которых находятся внутри сложного объекта и имеется достаточная информация о характеристиках их воздействий, позволяющая принимать эффективные решения по их выявлению и осуществлению соответствующих управленческих решений на всех этапах жизненного цикла объекта, от проектирования и эксплуатации его элементов до утилизации сложного объекта в целом. Например, в системах связи, к внутренним условиям относятся, надежностные показатели оборудования, создаваемые средствами и комплексами связи электромагнитные поля и наводки, квалификационный уровень обслуживающего персонала и т.д.);initial internal conditions of functioning (the internal conditions of functioning in relation to a complex object are understood as conditions (factors), the sources of creation of which are inside a complex object and there is sufficient information about the characteristics of their effects, which allows making effective decisions on their identification and implementation of appropriate management decisions at all stages of the life cycle of an object, from the design and operation of its elements to the disposal of a complex object as a whole.For example, in communication systems, internal conditions include the reliability indicators of equipment created by means and communication complexes, electromagnetic fields and pickups, the qualification level of service personnel, etc. etc.);
функции сложного объекта (так, например, в мультисервисных сетях связи могут быть реализованы следующие функции: передачи речи, данных, видео, телеметрии; синхронизации, резервирования, информационной безопасности, гарантированного энергообеспечения и т.д. [Телекоммуникационные системы и сети: Учебное пособие. В 3-х томах. Том 3. – Мультисервисные сети. Под общей редакцией профессора В.П. Шувалова / В.В. Величко, Е.А. Субботин, В.П. Шувалов, А.Ф. Ярославцев. 2-е изд., стереотип. М.: Горячая Линия – Телеком, 2015 – 592 с.]);functions of a complex object (for example, the following functions can be implemented in multiservice communication networks: transmission of voice, data, video, telemetry; synchronization, redundancy, information security, guaranteed power supply, etc. [Telecommunication systems and networks: Tutorial. In 3 volumes.
порядок задействования его элементов при реализации каждой функции (в реализации отдельной функции сложного объекта могут быть задействованы один и более элементов, рассредоточенных на местности (например, транспортная сеть связи) или сосредоточенных на одном физическом объекте (например, вертолет). Функция может реализоваться однотипными (маршрутизаторы, при передаче трафика в транспортной сети), разнотипными (фильтр, насос, топливная магистраль, форсунка, при подаче топлива в сопло реактивного двигателя), либо комбинированным применением нескольких разнотипных элементов (компьютеры, коммутаторы, сервера различного назначения, сеть электропитания при обмене данными в локальной вычислительной сети);the procedure for using its elements in the implementation of each function (in the implementation of a separate function of a complex object, one or more elements dispersed on the ground (for example, a transport communication network) or concentrated on one physical object (for example, a helicopter) can be involved. routers, when transmitting traffic in the transport network), different types (filter, pump, fuel line, nozzle, when fuel is supplied to the jet engine nozzle), or the combined use of several different types of elements (computers, switches, servers for various purposes, power supply network when exchanging data in a local area network);
периодичность контроля показателей функций Δt (периодичность контроля может задаваться на наихудший случай [патент РФ № 2623791 C1, G06F 19/00, G05B 23/00, опубл. 29.06.2017 г.], либо оптимизироваться в соответствии с интенсивностью изменения показателей состояния элементов системы [патент РФ № 2718152 C1, G06F 17/10, G05B 23/00, опубл. 30.03.2020 г.]);the frequency of monitoring the indicators of functions Δ t (the frequency of monitoring can be set for the worst case [RF patent No. 2623791 C1,
требуемый уровень корреляции текущего состояния сложного объекта с требуемым состоянием (задается в зависимости от допустимых пределов изменения показателей функций сложного объекта в требуемом состоянии);the required level of correlation of the current state of a complex object with the required state (set depending on the permissible limits of changes in the indicators of the functions of a complex object in the required state);
структуру базы данных о состояниях сложного объекта (структуру базы данных задают путем определения структур ее таблиц, создания схемы данных, определяющей связь между таблицами, и записи соответствующих данных в соответствующих строках и столбцах таблиц баз данных. При этом могут быть использованы следующие способы ввода данных в БД: ручной ввод данных с клавиатуры; сохранение данных, сформированных при помощи иного специализированного программного обеспечения; импорт базы данных из других программных источников [Учебные материалы ОКСО 210000. Электронная техника, радиотехника и связь. Лекции для преподавателей и студентов ВУЗ. Электронный ресурс. https://siblec.ru/informatika-i-vychislitelnaya-tekhnika/informatika-i-vychislitelnaya-tekhnika/11-rabota-s-bazami-dannykh#11.2.2 . Дата обращения 26.10.2020]);the structure of the database about the states of a complex object (the structure of the database is set by defining the structures of its tables, creating a data schema that determines the relationship between the tables, and recording the corresponding data in the corresponding rows and columns of the database tables. In this case, the following methods of entering data into DB: manual data entry from the keyboard; saving data generated using other specialized software; importing a database from other software sources [Educational materials OKSO 210000. Electronic equipment, radio engineering and communications. Lectures for teachers and students of the university. Electronic resource. Https : //siblec.ru/informatika-i-vychislitelnaya-tekhnika/informatika-i-vychislitelnaya-tekhnika/11-rabota-s-bazami-dannykh#11.2.2. Date of
резерв ресурсов сложного объекта, определяемый сложившейся практикой, моделированием или прогнозированием процессов управления при эксплуатации сложного объекта с учетом потребностей в оперативности реализации управленческих решений (воздействий) и необходимы для этого ресурсов, в том числе резервных. В сетях связи к ним, например, относятся: количество резервного оборудования, периодичность создания (актуальность) резервных копий функционирующих программных средств и данных, квалификация инженерно-технического состава и т.д.a reserve of resources of a complex object, determined by the established practice, modeling or forecasting management processes during the operation of a complex object, taking into account the needs for the prompt implementation of management decisions (actions) and resources are required for this, including reserve ones. In communication networks, these include, for example: the number of backup equipment, the frequency of creation (relevance) of backup copies of operating software and data, the qualifications of the engineering staff, etc.
Заданные величины записывают в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) ЭВМ.The specified values are written into the read-only memory (ROM) of the computer.
В блоке 2 оценивают начальные внешние условия функционирования сложного объекта. Внешние условия имеют динамический характер, что требует своевременного выявления их выходов за границы, допустимые для функционирования сложного объекта в определенном состоянии с одной стороны, и наработки статистических данных о допустимых сочетаниях внешних условий и состояний объекта, с другой стороны. Первоначальный запуск сложного объекта (например, пуско-наладка сети связи или электростанции) требует оценки начальных внешних условий (например, нагрузки корреспондентов на сеть связи или нагрузки на подключенные к электростанции электросети) для определения возможных состояний сложного объекта при его первоначальном запуске в данных условиях, особенно с учетом дестабилизирующих факторов. Например, к дестабилизирующим факторам для сети электросвязи относятся физические или технологические процессы внутреннего или внешнего по отношению к сети электросвязи характера, приводящее к выходу из строя элементов сети [ГОСТ Р 53111-2008: Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки]. Согласно [ГОСТ Р 53111-2008: Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки] воздействие дестабилизирующих факторов на сети электросвязи разделяется на воздействие внутренних и внешних дестабилизирующих факторов. Под внешними дестабилизирующими факторами по отношению к сети электросвязи понимаются такие дестабилизирующие факторы, источники которых расположены вне сети электросвязи. В зависимости от характера воздействия на элементы сети электросвязи они делятся на классы: механические (сейсмический удар, ударная волна взрыва, баллистический удар); электромагнитные (низкочастотное излучение, высокочастотное излучение, сверхвысокочастотное излучение, электромагнитный импульс); ионизирующие (альфа-излучение, бета-излучение, гамма-излучение, нейтронное излучение); термические (световое излучение взрыва). Под внутренними дестабилизирующими факторами по отношению к сети электросвязи понимаются дестабилизирующие факторы, источники воздействия которых находятся внутри сети электросвязи и имеется достаточная информация о характеристиках их воздействий, позволяющая принимать эффективные решения по их локализации и проведению соответствующих профилактических и ремонтно-восстановительных мероприятий на всех этапах, от разработки и производства средств электросвязи до проектирования и эксплуатации сетей электросвязи. Наиболее распространенными источниками внутренних дестабилизирующих факторов являются: качество электрических контактов; старение электро-радиоэлементов (изменение со временем их характеристик); нарушение электромагнитной совместимости (нарушение экранирования, заземлений, фильтрации) и, вследствие этого, ухудшение устойчивости оборудования электросвязи к воздействию электромагнитных помех; перебои в электроснабжении. Параметрами, характеризующими дестабилизирующий фактор, могут выступать: например, для сейсмической волны – амплитуда волны, ее скорость (ускорение), продолжительность импульса (число фаз в импульсе) и т.д. [Геологический словарь. т.2. М.: Недра, 1973. - 456 с., стр. 135 ]; для электромагнитного импульса – изменения напряженностей электрического и магнитного полей во времени (форма импульса) и их ориентация в пространстве, а также величина максимальной напряженности поля (амплитуда импульса) [Электромагнитный импульс. Электронный ресурс www://http://gochs.info/p0967.htm. Дата последнего обращения 08.12.2019; Лоборев В.М. (ред.) Физика ядерного взрыва. Том 1. М.: Наука, 1997. - 528 с., стр.85 - 120], основными параметрами электромагнитных излучений – частота, напряженность электрического и магнитного полей [Богуш В.А., Торботько Т.В., Гусинский А.В и др. Электромагнитные излучения методы и средства защиты. Под ред. Л. М. Лынькова. — Мн.: Бестпринт, 2003. — 406 с., стр. 11- 54] и т.д.In
При осуществлении оценки условий функционирования сложного объекта формируют множество данных о времени и характере воздействия различных факторов путем измерения значений характеризующих их параметров, записи их в ПЗУ ЭВМ в течение времени оценки (блок 4) [Cпособ определения оптимальной периодичности контроля сложного объекта. Стародубцев Ю.И., Иванов С.А., Вершенник Е.В., Вершенник А.В., Закалкин П.В., Шевчук А.Л., Карасенко А.О. Патент на изобретение RU 2718152 C1, 30.03.2020. Заявка № 2019143358 от 24.12.2019].When assessing the operating conditions of a complex object, a set of data about the time and nature of the impact of various factors is formed by measuring the values of the parameters characterizing them, recording them in the computer ROM during the evaluation time (block 4) [Method for determining the optimal frequency of monitoring a complex object. Starodubtsev Yu.I., Ivanov S.A., Vershennik E.V., Vershennik A.V., Zakalkin P.V., Shevchuk A.L., Karasenko A.O. Invention patent RU 2718152 C1, 03/30/2020. Application No. 2019143358 dated 12.24.2019].
В блоке 3 задают:In
N состояний сложного объекта в начальных внутренних и внешних условиях функционирования; N states of a complex object in the initial internal and external conditions of functioning;
критерии соответствия состояния сложного объекта внутренним и внешним условиям. criteria for compliance of the state of a complex object with internal and external conditions.
Задание состояний сложных объектов возможно исходя из результатов их моделирования, проектирования и производства, а также исходя из опыта их эксплуатации; при этом значения параметров сложного объекта должны определять состояние, в котором он находится в определенных внутренних и внешних условиях [например: сложный объект – сеть связи; состояния – выключена, функционирует штатно, функционирует в час наибольшей нагрузки, функционирует под предкритической нагрузкой, находится в критическом состоянии (возможно восстановление), находится в закритическом состоянии (невозможно восстановление); тогда параметрами, характеризующими ее состояние могут выступать пропускная способность, задержка передачи информации, уровень деградации оптического волокна, загруженность вычислительного ресурса автоматизированной системы управления и др.]. The assignment of the states of complex objects is possible based on the results of their modeling, design and production, as well as based on the experience of their operation; the values of the parameters of a complex object must determine the state in which it is in certain internal and external conditions [for example: a complex object - a communication network; states - off, functioning normally, functioning at the hour of the greatest load, functioning under pre-critical load, in a critical state (recovery is possible), in a supercritical state (recovery is impossible); then the parameters characterizing its state can be throughput, information transmission delay, the level of optical fiber degradation, the load of the computing resource of the automated control system, etc.].
Задание критериев соответствия состояния сложного объекта различным внутренним и внешним условиям возможно исходя из опыта эксплуатации, результатов его моделирования, проектирования и производства. Значения показателей функции сложного объекта определяют качество ее реализации, при этом не все показатели подлежат обязательному контролю, для определения качества функции достаточно контролировать перечень максимально информативных, базовых показателей (показателей качества), на основе которых, за счет установленных взаимозависимостей между показателями функции и элементов сложного объекта, возможно вычислить остальные показатели функций и элементов, что позволит снизить нагрузку на средства контроля и автоматизации управления сложного объекта (например: сложный объект – сеть связи; функция – устойчивость; показатели – коэффициент готовности, коэффициент оперативной готовности, время ремонта и др.; критерии оценки определяются в соответствии с категорией сети связи [ГОСТ Р 53111-2008 Устойчивость функционирования сети связи общего пользования. Требования и методы проверки]).Setting the criteria for the compliance of the state of a complex object with various internal and external conditions is possible based on the operating experience, the results of its modeling, design and production. The values of the indicators of the function of a complex object determine the quality of its implementation, while not all indicators are subject to mandatory control, to determine the quality of the function, it is enough to control the list of the most informative, basic indicators (quality indicators), on the basis of which, due to the established interdependencies between the indicators of the function and elements of the complex object, it is possible to calculate the rest of the indicators of functions and elements, which will reduce the load on the means of control and automation of management of a complex object (for example: complex object - communication network; function - stability; indicators - availability factor, operational readiness factor, repair time, etc.; evaluation criteria are determined in accordance with the category of the communication network [GOST R 53111-2008 Stability of the public communication network. Requirements and test methods]).
Заданные величины записывают в постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) ЭВМ.The specified values are written into the read-only memory (ROM) of the computer.
В блоке 4 запоминают начальные внутренние и внешние условия функционирования сложного объекта в базе данных. Структура базы данных задана в блоке 1.In
В блоке 5 моделируют функционирование сложного объекта при начальных условиях для установления приоритетов воздействия на элементы системы в начальных условиях, для чего:In
в блоке 6 принимают n=1 для запуска сложного объекта в первом состоянии с соответствующими значениями показателей набора функций состояния;in
в блоке 7 запускают сложный объект в n-ом состоянии;in
в блоке 8 измеряют показатели элементов сложного объекта и реализующихся функций после установления всех показателей всех функций в заданных пределах. Допустимые пределы значений параметров функций n-го состояния задаются в блоке 3. in
Для измерения могут использоваться как отдельные устройства, так и измерительные комплексы. Так, для волоконно-оптической системы передачи используются: рефлектометр для измерения характеристик линейного тракта (оптического волокна) [режим доступа: https://skomplekt.com/solution/reflekt.htm/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], когерентные измерители рассеянных сигналов для поиска виброакустических (деструктивных) воздействий на оптический кабель и повреждений [режим доступа: https://t8-sensor.ru/, https://t8-sensor.ru/transportation. Дата обращения: 26.10.2020 г.], микроскоп для определения качества торцов оптического волокна [режим доступа: https://skomplekt.com/tovar/1/1/52/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], измерители оптической мощности для определения параметров сигнала [режим доступа: https://skomplekt.com/solution/optm.htm/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], анализаторы транспортных сетей для тестирования канального оборудования [режим доступа: https://skomplekt.com/tovar/1/3/31/. Дата обращения: 26.10.2020 г.] и т.д.;For measurement, both separate devices and measuring complexes can be used. So, for a fiber-optic transmission system, the following are used: a reflectometer for measuring the characteristics of a linear path (optical fiber) [access mode: https://skomplekt.com/solution/reflekt.htm/. Date of access: 26.10.2020], coherent meters of scattered signals to search for vibroacoustic (destructive) effects on optical cable and damage [access mode: https://t8-sensor.ru/, https://t8-sensor.ru / transportation. Date of access: 26.10.2020], a microscope for determining the quality of the ends of an optical fiber [access mode: https://skomplekt.com/tovar/1/1/52/. Date of access: 26.10.2020], optical power meters for determining signal parameters [access mode: https://skomplekt.com/solution/optm.htm/. Date of access: 26.10.2020], analyzers of transport networks for testing channel equipment [access mode: https://skomplekt.com/tovar/1/3/31/. Date of access: 26.10.2020], etc .;
в блоке 9 запоминают в базе данных полученные значения. Структура базы данных задана в блоке 1;in
в блоке 10 устанавливают взаимозависимости показателей элементов сложного объекта и показателей реализующихся функций. Получение взаимозависимостей, например, возможно на основе корреляционного анализа с получением различных корреляционных коэффициентов (линейный, множественный, ранговый Спирмена, ранговый Кендалла и т.д.) между различными параметрами [Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для вузов. – 10-е издание, стереотипное. – Москва: Высшая школа, 2004. – 479 с.; Елисеева И. И., Юзбашев М. М. Общая теория статистики: Учебник / Под ред. И. И. Елисеевой. – 4-е издание, переработанное и дополненное. – Москва: Финансы и Статистика, 2002. – 480 с.]. При этом часть взаимозависимостей параметров может быть известна. in
Определение взаимозависимости показателей элементов сложного объекта и показателей реализующихся функций между собой возможно при помощи известных программных средств, например Statistica, MicroSoft Excel, SPSS, позволяющих выполнить корреляционный анализ на ЭВМ [Бараз В.Р. Корреляционно-регрессионный анализ связи показателей коммерческой деятельности с использованием программы Excel: учебное пособие / В.Р. БАРАЗ. – Екатеринбург : ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2005. – 102 с., стр. 1- 102; Расчет коэффициента корреляции в SPSS. Электронный ресурс: https://statpsy.ru/correlation/correlation-spss/. Дата обращения 26.10.2020 г.];Determination of the interdependence of the indicators of the elements of a complex object and the indicators of the functions being realized with each other is possible using well-known software tools, for example Statistica, MicroSoft Excel, SPSS, which allow performing correlation analysis on a computer [Baraz V.R. Correlation-regression analysis of the relationship of commercial activity indicators using Excel: a tutorial / V.R. BARAZ. - Yekaterinburg: GOU VPO "USTU-UPI", 2005. - p. 102, p. 1-102; Calculation of the correlation coefficient in SPSS. Electronic resource: https://statpsy.ru/correlation/correlation-spss/. Date of
в блоке 11 строят вариационный ряд элементов сложного объекта по уровню влияния на показатели реализующихся функций [Вариационные ряды и их характеристики / И.Г. Венецкий. М.: Статистика, 1970 – 160 с.; Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962 – 564 с.];in
в блоке 12 запоминают в базе данных полученный вариационный ряд по результатам моделирования n-го состояния сложного объекта в начальных условиях функционирования;in
в блоке 13 переходят к моделированию следующего состояния, для чего принимают n=n+1, затем в блоке 14 проверяют, во всех ли N состояниях проведено моделирование. Если моделирование проведено не во всех состояниях сложного объекта в начальных условиях, то переходят к блоку 7. Если моделирование проведено во всех состояниях, то переходят к блоку 15.in
По окончании моделирования, в блоке 15 осуществляется управление состоянием сложного объекта в переменных условиях, для чего: At the end of the simulation, in
в блоке 16 начинают функционирование сложного объекта, для чего принимают t=0;in
в блоке 17 оценивают изменения показателей функций сложного объекта. При осуществлении оценки изменения показателей формируют множество данных о показателях путем измерения значений характеризующих их параметров и записи их в ПЗУ ЭВМ. Для измерения могут использоваться как отдельные устройства, так и измерительные комплексы. Так, для волоконно-оптической системы передачи используются: рефлектометр для измерения характеристик линейного тракта (оптического волокна) [режим доступа: https://skomplekt.com/solution/reflekt.htm/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], когерентные измерители рассеянных сигналов для поиска виброакустических (деструктивных) воздействий на оптический кабель и повреждений [режим доступа: https://t8-sensor.ru/, https://t8-sensor.ru/transportation. Дата обращения: 26.10.2020 г.], микроскоп для определения качества торцов оптического волокна [режим доступа: https://skomplekt.com/tovar/1/1/52/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], измерители оптической мощности для определения параметров сигнала [режим доступа: https://skomplekt.com/solution/optm.htm/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], анализаторы транспортных сетей для тестирования канального оборудования [режим доступа: https://skomplekt.com/tovar/1/3/31/. Дата обращения: 26.10.2020 г.] и т.д.;in
в блоке 18 оценивают изменения внутренних и внешних условий функционирования сложного объекта. При осуществлении оценки условий функционирования сложного объекта формируют множество данных о характере воздействия различных факторов путем измерения значений характеризующих их показателей и записи их в ПЗУ ЭВМ [Cпособ определения оптимальной периодичности контроля сложного объекта. Стародубцев Ю.И., Иванов С.А., Вершенник Е.В., Вершенник А.В., Закалкин П.В., Шевчук А.Л., Карасенко А.О. Патент на изобретение RU 2718152 C1, 30.03.2020. Заявка № 2019143358 от 24.12.2019];
в блоке 19 проверяют, по заданным в блоке 3 критериям, необходимость изменения состояния сложного объекта. При отсутствии необходимости смены состояния переходят к блоку 37. При необходимости смены состояния переходят к блоку 20;
в блоке 20 запоминают значения показателей функций, внутренних и внешних условий в базе данных;in
в блоке 21 задают требуемое состояние сложного объекта с учетом текущих условий путем установления допустимых значений показателей ее имеющихся и необходимых новых элементов и функций. Задание состояний сложных объектов возможно исходя из результатов их моделирования, проектирования, производства и прогнозирования, а также исходя из опыта их эксплуатации; при этом значения параметров сложного объекта должны определять состояние, в котором он находится в определенных внутренних и внешних условиях [например: сложный объект – сеть связи; состояния – выключена, функционирует штатно, функционирует в час наибольшей нагрузки, функционирует под предкритической нагрузкой, находится в критическом состоянии (возможно восстановление), находится в закритическом состоянии (невозможно восстановление); тогда параметрами, характеризующими ее состояние могут выступать пропускная способность, задержка передачи информации, уровень деградации оптического волокна, загруженность вычислительного ресурса автоматизированной системы управления и др. ];in
в блоке 22 оценивают резерв ресурсов сложного объекта и требуемый ресурс для его перевода из текущего состояния в требуемое. При осуществлении оценки резерва ресурсов определяется уточненные показатели заданного резерва с учетом задействованной его части (высвободившейся части, задействованной в работе элементов объекта) на предыдущих этапах управления сложным объектом. Значения характеризующих резерв показателей записывается в ПЗУ ЭВМ. При осуществлении оценки требуемого ресурса для его перевода из текущего состояния в требуемое определяются различными методами значения показателей необходимых ресурсов. Определение требуемых ресурсов на изменение состояний сложных объектов возможно исходя из результатов их моделирования, проектирования, производства и прогнозирования, а также исходя из опыта их эксплуатации; при этом значения ресурсов должны соответствовать параметрам сложного объекта, определяющим состояние, в котором он должен находится в определенных внутренних и внешних условиях [например: сложный объект – сеть связи; состояния – выключена, функционирует штатно, функционирует в час наибольшей нагрузки, функционирует под предкритической нагрузкой, находится в критическом состоянии (возможно восстановление), находится в закритическом состоянии (невозможно восстановление); тогда параметрами, характеризующими ее состояние могут выступать пропускная способность, задержка передачи информации, уровень деградации оптического волокна, загруженность вычислительного ресурса автоматизированной системы управления и др.]. Значения характеризующих требуемый ресурс показателей записывается в ПЗУ ЭВМ.in
в блоке 23 сравнивают требуемый ресурс для перевода сложного объекта из текущего состояния в требуемое R тр с имеющимся резервом ресурсов Rz. in
Если требуемый ресурс для перевода сложного объекта из текущего состояния в требуемое R тр меньше имеющегося резерва ресурсов Rz , т.е. R тр ≤ Rz, то переходят к блоку 26. If the requested resource for the translation of a complex object from its current state to the desired R mp Rz less available reserve resources, i.e. R tr ≤ Rz , then go to block 26.
Если требуемый ресурс для перевода сложного объекта из текущего состояния в требуемое R тр больше имеющегося резерва ресурсов Rz, т.е. If the requested resource for the translation of a complex object from its current state to the desired R mp Rz longer available reserve resources, i.e.
R тр > Rz, то в блоке 24 выбирают в базе данных состояние, наиболее соответствующее требуемому с учетом внутренних и внешних условий. Чем больше общее время функционирования сложного объекта, тем больше будет в базе данных о его состояниях, вариантов сочетаний состояний и условий функционирования, что обуславливает более высокую вероятность высокого значения корреляции требуемого состояния сложного объекта, в текущих условиях, наиболее соответствующему в базе данных состоянию; R tr > Rz , then in
в блоке 25 перераспределяют резерв ресурсов сложного объекта в соответствии с определенными приоритетами воздействия, что позволит минимизировать время перевода сложного объекта из текущего состояния в требуемое. Приоритет воздействия определяется построенным вариационным рядом элементов сложного объекта в выбранном состоянии по уровню влияния на показатели реализующихся функций.in
в блоке 26 начинают перевод сложного объекта из текущего состояния в требуемое в соответствии с определенными приоритетами воздействия, для чего в блоке 27 пронимают τ=0, где τ – переменная времени перевода сложного объекта из текущего состояния в требуемое;in
в блоке 28 измеряют показатели элементов сложного объекта и реализующихся функций. Для измерения могут использоваться как отдельные устройства, так и измерительные комплексы. Так, для волоконно-оптической системы передачи используются: рефлектометр для измерения характеристик линейного тракта (оптического волокна) [режим доступа: https://skomplekt.com/solution/reflekt.htm/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], когерентные измерители рассеянных сигналов для поиска виброакустических (деструктивных) воздействий на оптический кабель и повреждений [режим доступа: https://t8-sensor.ru/, https://t8-sensor.ru/transportation. Дата обращения: 26.10.2020 г.], микроскоп для определения качества торцов оптического волокна [режим доступа: https://skomplekt.com/tovar/1/1/52/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], измерители оптической мощности для определения параметров сигнала [режим доступа: https://skomplekt.com/solution/optm.htm/. Дата обращения: 26.10.2020 г.], анализаторы транспортных сетей для тестирования канального оборудования [режим доступа: https://skomplekt.com/tovar/1/3/31/. Дата обращения: 26.10.2020 г.] и т.д.;in
в блоке 29 сравнивают результаты измерения с заданными значениями требуемого состояния. Допустимые пределы значений параметров функций требуемого состояния задаются в блоке 21;in
в блоке 30 проверяют, все ли значения показатели функций совпадают с требуемыми значениями с заданным требуемым уровнем корреляции. Требуемый уровень корреляции текущего состояния сложного объекта с требуемым состоянием, задается в блоке 1. Если совпадения с требуемым уровнем корреляции нет, то в блоке 31 принимают τ=τ+Δτ, где Δτ=Δt, и переходят к блоку 28. Если показатели функций сложного объекта совпадают с требуемыми значениями с заданным требуемым уровнем корреляции, то переходят к блоку 32;in
в блоке 32 отмечают состояние сложного объекта как требуемое;in
в блоке 33 оценивают время, затраченное на перевод сложного объекта в требуемое состояние с учетом конечной метки по переменной времени τ и времени, затраченное на принятие решения на смену состояния сложного объекта и организации процесса смены состояния;in
в блоке 34 записывают в базу данных сведения о значениях показателей реализующихся функций в установленном состоянии и времени перевода элементов сложного объекта в требуемое состояние. Структура базы данных задана в блоке 1;in
В блоке 35 устанавливают взаимозависимости показателей элементов сложного объекта и показателей реализующихся функций в текущих условиях. Получение взаимозависимостей, например, возможно на основе корреляционного анализа с получением различных корреляционных коэффициентов (линейный, множественный, ранговый Спирмена, ранговый Кендалла и т.д.) между различными параметрами [Гмурман В. Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учебное пособие для вузов. – 10-е издание, стереотипное. – Москва: Высшая школа, 2004. – 479 с.; Елисеева И. И., Юзбашев М. М. Общая теория статистики: Учебник / Под ред. И. И. Елисеевой. – 4-е издание, переработанное и дополненное. – Москва: Финансы и Статистика, 2002. – 480 с.]. При этом часть взаимозависимостей параметров может быть известна. In
Определение взаимозависимости показателей элементов сложного объекта и показателей реализующихся функций между собой возможно при помощи известных программных средств, например Statistica, MicroSoft Excel, SPSS, позволяющие выполнить корреляционный анализ на ЭВМ [Бараз В.Р. Корреляционно-регрессионный анализ связи показателей коммерческой деятельности с использованием программы Excel: учебное пособие / В.Р. БАРАЗ. – Екатеринбург : ГОУ ВПО «УГТУ–УПИ», 2005. – 102 с., стр. 1- 102; Расчет коэффициента корреляции в SPSS. Электронный ресурс: https://statpsy.ru/correlation/correlation-spss/. Дата обращения 26.10.2020 г.];Determination of the interdependence of the indicators of the elements of a complex object and the indicators of the implemented functions among themselves is possible using well-known software tools, for example Statistica, MicroSoft Excel, SPSS, which allow performing correlation analysis on a computer [Baraz V.R. Correlation-regression analysis of the relationship of commercial activity indicators using Excel: a tutorial / V.R. BARAZ. - Yekaterinburg: GOU VPO "USTU-UPI", 2005. - p. 102, p. 1-102; Calculation of the correlation coefficient in SPSS. Electronic resource: https://statpsy.ru/correlation/correlation-spss/. Date of
в блоке 36 строят вариационный ряд элементов сложного объекта по уровню влияния на показатели реализующихся функций. [Вариационные ряды и их характеристики / И.Г. Венецкий. М.: Статистика, 1970 – 160 с.; Теория вероятностей / Е.С. Вентцель. М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1962 – 564 с.];in
в блоке 37 запоминают в базе данных полученный вариационный ряд; in
в блоке 38 принимают t=t+∆t;in
в блоке 39 проверяют – функционирует ли сложный объект. Если сложный объект функционирует, то переходят к блоку 17, если не функционирует, то заканчивают управление его состоянием.in
Таким образом, за счет учета взаимозависимости показателей элементов сложного объекта и показателей его функций, формирования и актуализации базы данных о состоянии объекта в различных условиях функционирования, а также перераспределения ресурсов при целенаправленном изменении состояния сложного объекта, снижается время целенаправленного изменения состояния сложного объекта в переменных условиях функционирования при ограниченных ресурсах.Thus, by taking into account the interdependence of the indicators of the elements of a complex object and indicators of its functions, the formation and updating of the database on the state of the object in various operating conditions, as well as the redistribution of resources in case of a purposeful change in the state of a complex object, the time for a purposeful change in the state of a complex object in variable conditions is reduced. functioning with limited resources.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136015A RU2748778C1 (en) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | Method for controlling complex object state |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020136015A RU2748778C1 (en) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | Method for controlling complex object state |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2748778C1 true RU2748778C1 (en) | 2021-05-31 |
Family
ID=76301432
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020136015A RU2748778C1 (en) | 2020-11-02 | 2020-11-02 | Method for controlling complex object state |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2748778C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815224C1 (en) * | 2022-09-12 | 2024-03-12 | Юрий Иванович Стародубцев | Method of ensuring stable functioning of complex technical system |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060053043A1 (en) * | 2001-04-17 | 2006-03-09 | 4Sight Technologies, Inc. | Enterprise project management system and method therefor |
| US20110202927A1 (en) * | 2003-12-30 | 2011-08-18 | Computer Associates Think, Inc. | Apparatus, Method and System for Aggregating Computing Resources |
| RU2568301C1 (en) * | 2014-10-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Control method and system therefor (versions) |
| RU2718152C1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-03-30 | Елена Валерьевна Вершенник | Method for determining optimum periodicity of complex object state monitoring |
-
2020
- 2020-11-02 RU RU2020136015A patent/RU2748778C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20060053043A1 (en) * | 2001-04-17 | 2006-03-09 | 4Sight Technologies, Inc. | Enterprise project management system and method therefor |
| US20110202927A1 (en) * | 2003-12-30 | 2011-08-18 | Computer Associates Think, Inc. | Apparatus, Method and System for Aggregating Computing Resources |
| RU2568301C1 (en) * | 2014-10-06 | 2015-11-20 | Федеральное государственное казенное военное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил "Военно-воздушная академия имени профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина" (г. Воронеж) Министерства обороны Российской Федерации | Control method and system therefor (versions) |
| RU2718152C1 (en) * | 2019-12-24 | 2020-03-30 | Елена Валерьевна Вершенник | Method for determining optimum periodicity of complex object state monitoring |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2815224C1 (en) * | 2022-09-12 | 2024-03-12 | Юрий Иванович Стародубцев | Method of ensuring stable functioning of complex technical system |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Selecting thresholds for the prediction of species occurrence with presence‐only data | |
| Neil et al. | Applying Bayesian belief networks to system dependability assessment | |
| Aven | On the need for restricting the probabilistic analysis in risk assessments to variability | |
| Martinez | Methodology for conducting discrete-event simulation studies in construction engineering and management | |
| Frigg et al. | Philosophy of climate science part II: Modelling climate change | |
| Borg et al. | The concept of validation in performance-based fire safety engineering | |
| Cao et al. | Reliability analysis of discrete time series-parallel systems with uncertain parameters | |
| Pereira et al. | Risk assessment using bayesian belief networks and analytic hierarchy process applicable to jet engine high pressure turbine assembly | |
| Fan et al. | A Bayesian predictive analysis of step‐Stress accelerated tests in Gamma degradation‐based processes | |
| Isaev et al. | Application of time series analysis for structural and parametric identification of fuzzy cognitive models | |
| Liu et al. | Utilizing accelerated degradation and field data for life prediction of highly reliable products | |
| RU2718152C1 (en) | Method for determining optimum periodicity of complex object state monitoring | |
| JP2020024678A (en) | Method for testing air traffic control electronic system, related device, and platform | |
| RU2748778C1 (en) | Method for controlling complex object state | |
| Yue et al. | Applying search algorithms for optimizing stakeholders familiarity and balancing workload in requirements assignment | |
| Zhang et al. | A verification methodology for prognostic algorithms | |
| Li et al. | Accelerated reliability demonstration testing design based on reliability allocation of environmental stresses | |
| Rizzo et al. | Harnessing expert knowledge: Defining a Bayesian network decision model with limited data–Model structure for the vibration qualification problem | |
| CN107885890A (en) | Integrated management test system based on cloud platform | |
| Kundu et al. | Explainable predictive maintenance is not enough: quantifying trust in remaining useful life estimation | |
| Aven et al. | Quality of risk assessment: definition and verification | |
| Cayirci et al. | Computer Assisted Military Experimentations | |
| Štumbauer et al. | Progressing the aerospace performance factor toward nonlinear interactions | |
| Shi et al. | A reliability estimation method based on two‐phase Wiener process with evidential variable using two types of testing data | |
| Smith et al. | Tools for analysis of accelerated life and degradation test data |